专利名称：滤波器压缩器以及用于产生压缩子带滤波器冲激响应的方法
技术领域：
本发明涉及子带域内的滤波器压縮器，子带域有时还被称为QMF域 (QMF=正交镜像滤波器组)，举例而言，所述滤波器压縮器能够用于音 频应用领域，如使用头部相关传递函数(HRTF)进行滤波，以在耳机上 获得多声道声音感受。
背景技术：
近来滤波器变换技术的发展实现了一种非常有效的时域滤波器的 QMF表示。 一般而言，可以将任何时域FIR滤波器(FIR-有限冲激响应) 转换为一组复数滤波器，其中各个滤波器对应QMF中的特定子带。因此， 可以在复数QMF域进行滤波，这与利用FFT (FFT^決速傅里叶变换)进 行滤波类似。即使如此，例如在滤波器在时域上具有长冲激响应的情况下， QWF域表示以及滤波实现的计算复杂度依然很大。
此外，近来音频编码的发展，使基于立体声(或单声道)信号以及相 应的控制数据来重建音频信号的多声道表示成为可能。由于发送附加的控 制信息，以基于所发送的单声道或立体声道来控制环绕声道的重建(亦称 上混)，因此这些方法与过去基于矩阵的解决方案(诸如Dolby PrologiJ) 具有很大区别。
因此，此类参数多声道音频解码器(例如，MPEG环绕声)基于M个 发送声道以及附加控制数据来重建N个声道，M、N是可能的整数，其中， N>M。附加控制数据代表比发送所有N个声道低很多的数据速率，这使 得编码效率很高，而同时确保与M-声道设备以及N-声道设备的兼容性。
上述参数环绕声编码方法通常包括，基于IID (声道间强度差)以及 IIC (声道间相关度)将环绕声信号参数化。这些参数描述了在上混过程中 声道对之间的功率比以及相关性。现有技术中所使用的其它参数还包括 预测参数，用于在上混过程中预测中间或输出信道。音频编码的其它发展已经实现了在立体声耳机上获得多声道信号感
受的方法。这通常是通过利用原始多声道信号以及所谓的HRTF (头部相
关传递函数)滤波器，将多声道信道下混为立体声来实现的。现有技术已 表明，可以将参数化多声道音频解码器与双声道下混算法相结合，从而能 够在耳机上呈现多声道信号，而无需首先根据所发送的下混信号重建多声
道信号，接着通过HRTF滤波器再次将其下混。这是通过将HRTF滤波器 合并至作为参数化多声道表示函数的四个滤波器中予以实现的。因此，四 个滤波器将如何结合或混合作为多声道表示输入的立体声信号(两声道) 以实现双声道或立体声输出信号(两声道)描述为参数化多声道表示的函 数。因此，对于两个输出信号，四个滤波器中的每一个与两个输入信号中 的一个有关。然而，为了很好地建模房间特征，HRTF滤波器会相当长， 因此在QMF域对四个HRTF滤波器进行滤波的计算复杂度会变得非常大。
发明内容
根据本发明的一实施例， 一种滤波器压縮器，用于根据包括滤波器抽 头处滤波器冲激响应值在内的、与子带相对应的输入子带滤波器冲激响应 来产生压缩子带滤波器冲激响应，所述滤波器压縮器包括处理器、滤波 器冲激响应构造器，所述处理器用于从至少两个输入子带滤波器冲激响应 中检查滤波器冲激响应值，以找出具有较大值的滤波器冲激响应值、以及 具有小于所述较大值的值的至少一个滤波器冲激响应值；所述滤波器冲激
响应构造器用于使用具有较大值的滤波器冲激响应值来构造压縮子带滤 波器冲激响应，其中，压縮子带滤波器冲激响应不包括与具有较小值的至 少一个滤波器冲激响应值的滤波器抽头相对应滤的波器冲激响应值、或包 括与具有较小值的至少一个滤波器冲激响应值的滤波器抽头相对应的零 值滤波器冲激响应值。
本发明的另一实施例涉及一种用于根据包括滤波器抽头处的滤浓器 冲激响应值在内的、与子带相对应的输入子带滤波器冲激响应，来产生压
縮子带冲激响应的方法，包括从至少两个输入子带滤波器冲激响应中检 查滤波器冲激响应，以找出具有较大值的滤波器冲激响应、以及具有小于 所述较大值的值的至少一个滤波器冲激响应值；以及使用具有较大值的滤波器冲激响应值来构造压縮子带滤波器冲激响应，其中，所述压縮子带滤 波器冲激响应不包括与具有较小值的至少一个滤波器冲激响应值的滤波 器抽头相对应的滤波器冲激响应值；或包括与具有较小值的至少一个滤波 器冲激响应值的滤波器抽头相对应的零值滤波器冲激响应值。
计算机可读存储介质的实施例，包括其上存储的多组子带滤波器冲激 响应，每组子带滤波器冲激响应总体逼近时域头部相关传递函数相关的滤 波器，其中，每个时域头部相关传递函数相关的滤波器的滤波器冲激响应
比相应子带滤波器冲激响应组的子带滤波器冲激响应的长度之和要大，或 者其中，当滤波器冲激响应值是复数时，每个时域头部相关传递函数相关 的滤波器的滤波器冲激响应比相应子带滤波器冲激响应组的子带滤波器 冲激响应的复数值滤波器冲激响应值的长度之和大。
本发明的某些实施例在平衡计算效率与质量另方面时变得十分有利。 实施例既能够显著降低计算复杂度又能够良好地逼近由输入子带滤波器 冲激响应表示的滤波器。在某些实施例和/或应用中，检査(最终包括选择 和确定)以及使用选中的(或确定的)滤波器冲激响应值来构造压縮子带 滤波器冲激响应，可以既降低计算复杂度又实现良好逼近，这可以带来听 觉上(几乎)无法分辨的听觉感受。在某些实施例中，通过査找、选择或 确定输入滤波器冲激响应中具有较大值的滤波器冲激响应值而不选择或 不确定至少一个小于较大值的滤波器冲激响应值，来实现上述目的。使用 选中的或确定的滤波器冲激响应值或具有较大值的滤波器冲激响应值，来 构造和产生具有压縮滤波器冲激响应值的压縮滤波器冲激响应。根据具体 实现，未选择或未确定的滤波器冲激响应值或具有小于较大值的滤波器冲 激B向应值被设置为零或被丢弃。换言之，滤波器冲激响应值可以包括丢 弃的、设置为零的、或修改的滤波器冲激响应值的形式。
此外，某些实施例通过影响对作为构造压缩子带滤波器冲激响应的基 础的滤波器冲激响应值的选择，可以在较宽的范围内降低计算复杂度。因 此，本发明的某些实施例在平衡可实现的计算复杂度调整以及逼近质量两 方面提供了较大的灵活度。
因此，本发明的某些实施例尤其可以应用于音频领域或涉及到在时域 内具有相对较长的(有限)冲激响应的滤波器的其它应用。如后文所述，由于与时域内滤波器的冲激响应相比较，各子带滤波器的冲激响应要短很 多，因此通过将滤波器或滤波器单元从时域变换至(复数)子带域，可以 并行执行运算。
然而，仅仅通过从时域变换至(复数)子带域不能降低总体计算复杂
度。例如，对于具有相对较长的冲激响应的滤波器(例如HRTF滤波器)， 即使是各子带滤波器，也通常具有很长的有限冲激响应，粗略地说，大约 是除以单个子带数目后的时域内相应滤波器的有限冲激响应。因此，根据 在某些应用中的可用计算能力，总体计算复杂度或甚至是与单个子带滤波 器相关的计算复杂度也是很大的。
附加地或可选地，在滤波器压縮器的实施例中，还可以实现基于水平
来确定滤波器冲激响应。在该情况下，滤波器压缩器可以被配置为当滤
波器冲激响应的值(例如，绝对值)小于门限值时，至少一个滤波器冲激 响应值可以被设置为零或被丢弃。在某些应用领域中， 一个以上的滤波器 冲激响应值可能接近于与输入子带滤波器冲激响应相对应的滤波器组的 混叠水平。当滤波器冲激响应值的值接近于该相应滤波器组的混叠水平 时，允许将某些抽头设置为零，从而可以安全地将相应的滤波器系数或滤 波器冲激响应值设置为零。
因此，不需要实现基于该压缩滤波器冲激响应的滤波器，以对零值系 数或冲激响应值进行乘加。
在该上下文中，滤波器组的混叠水平是许多滤波器组的内在特性。滤
波器组的该混叠水平可以是仅仅由在例如SBR应用框架中迸行信号处理 引起的。由于各个滤波器抽头或滤波器冲激响应值对传出信号有贡献，因 此抽头(的例如绝对值)越小，相应抽头对于滤波器组的输出的结果或贡 献就越小。因此，小的抽头可能对于滤波器组的输出具有较小的贡献，以 致它们的贡献将落在相应滤波器组的混叠水平范围内或大约为相应滤波 器组的混叠水平。在该情况下，通过将相应的抽头设置为零所引入的附加 畸变在很多情况下是可以容忍的，因为其不会引入附加的听觉畸变。在许 多情况下，混叠水平的一般范围在相对于峰值信号低-30dB、 -40dB、 -50dB、 -60dB、以及-70dB的范围内。
例如，在HRTF滤波器的情况下，在将时域HRTF滤波器变换至复数QMF表示之后，在复数QMF表示中的某些时间-频率片可能具有很低的 绝对值(处于MPEG环绕滤波器的混叠水平)。那么可以将HRTF滤波器 的复数QMF表示中的这些项设置为零。对于以包含在复数QMF表示中的 房间响应实现长HRTF滤波器而言，这可以降低复杂度。因此，为了以减 小了的复杂度实现双声道，同时保持真实的房间效应，可以在滤波器变换 器之后跟随具有滤波器压縮器实施例形式的滤波器简化过程。滤波器简化 步骤的目标在于简化HRTF滤波器，使子带HRTF滤波器包括至少一些或 甚至是大量零值。由于较少的系数是有效的，因此可以显著地降低计算复 杂度。
因此，滤波器压缩器的实施例、 一组由用于产生压縮子带滤波器冲激 响应的方法的实施例提供的压縮子带滤波器冲激响应、以及包括多个压縮 子带滤波器冲激响应在内的计算机可读存储介质的实施例能够显著地降 低针对每个子带滤波器的计算复杂度，以及关于所有子带滤波器的总计算 复杂度。
下面将通过并未限制本发明范围或精神并参考附图的说明性示例，对
本发明进行说明，附图中
图1示出了滤波器变换器与根据本发明的压縮器的实施例之间的相 互作用；
图2示出了本发明的用例场景； 图3示出了根据本发明的滤波器压縮器的实施例； 图4示出了根据本发明的滤波器压縮器的另一实施例； 图5示出了根据本发明的同时对多个滤波器起作用的滤波器压缩器 的另一实施例；
图6示出了用于HRTF滤波情况的本发明的实施例； 图7示出了可调整滤波器的一种可行解决方案； 图8示出了滤波器变换器的关键组件的一种可行解决方案； 图9示出了 (复数)分析滤波器组的一种可行解决方案； 图10示出了可调整子带滤波器组的一种可行解决方案；
16图ll示出了 (复数)综合滤波器组的第一可行解决方案； 图12示出了 (复数)综合滤波器组的第二可行解决方案； 图13示出了根据本发明的滤波器压縮器的另一实施例；
图14a至14c示出了在根据本发明的滤波器压缩器的实施例中所采用 的谱白化；以及
图15示出了根据本发明的同时对多个滤波器起作用的滤波器压縮器 的实施例。
具体实施例方式
下述实施例仅仅对高效滤波器表示的本发明的原理进行说明。应当理 解的是，对于本领域技术人员而言，对此处所说明的配置和细节进行的改 进和变型是显而易见的。因此，本发明旨在仅受所附专利权利要求的范围 的限制，而不受这里通过对实施例进行说明和解释所提出的具体细节的限 制。
在详细说明本发明的实施例、实施例的附加组件以及应用之前，应当 注意的是，采用相同的参考标记表示具有相同或相似功能属性的对象、结 构以及组件。除非明确指出，否则，对具有相似或等价功能属性以及特征 的对象、结构以及组件的说明可以互相替换。此外，以下，除非是在讨论 特定对象、组件结构的属性或特征，对于在一个实施例中的相同或相似的 对象、结构以及组件，或出现在一幅附图中所示的不同结构中的对象、结 构以及组件，将使用统一参考标记。使用统一参考标记，从而使对本发明 的实施例的说明更加紧凑和清晰，并强调在不同实施例间对特征和说明进 行交换的可能性。
此外，应当注意的是，以下附图中所示的实施例中等效地还说明了方 法的相应实施例。因此，附图中所示的实施例不仅说明了例如滤波器压縮 器的相应实施例，还说明了相应方法的相应实施例的流程图。如下文所述， 方法的该实施例可以硬件或软件实现。
图1中，概述了本发明的一实施例以及可能的应用。更准确地说，图 1示出了滤波器变换器101，该滤波器变换器101与滤波器压缩器102的 一实施例相连。后文将会对滤波器变换器101进行更详细的说明。为滤波
17器变换器101的实施例提供输入信号，该输入信号包含了时域内关于滤波 器或滤波器元件的有限冲激响应WW的信息。在该上下文中，索引《是整 数，表示有限冲激响应(FIR)的不同取值或采样，其中，/z(^是实数值。
时域滤波器/7f^的有限冲激响应是滤波器或滤波器元件在受到具有定 义幅度的单个脉冲的激发时在时域内的响应。原则上，滤波器元件在时域 内的全部行为都包含在滤波器的有限冲激响应之中。就数字系统而言，可 以通过施加在唯一一时刻具有不为零的值的输入信号，来确定或测量滤波 器的冲激响应。例如，该值可以等于l。
滤波器变换器101能够提供一组有限冲激响应//f""， // 力可以用
于可调整滤波器的框架，如图10的上下文中所述。应当注意的是，在基
于复数分析滤波器组的复数滤波器变换器的情况下，有限冲激响应/^",w 包括复数值，其中，"再次表示不同采样，^ = 0,...，(1-^表示子带滤波器的 有限冲激响应对应的子带。/和A均为整数。此外，子带丄的数目也是正
整数。在数字系统的情况下，由滤波器变换器101提供、其后用于过滤数 字音频输入信号的子带的数目丄通常是2的幂，例如16、 32、 64、 128、 256、 512。在以下示例中，子带的数目被选为丄="。然而，如前所述， 原则上，每个正整数Z都可以作为应用、组件以及滤波器压縮器的实施例 的子带数目。
如上所述，将时域滤波器/2(>7>输入滤波器变换器101，滤波器变换器 101产生滤波器/Z(h力的复数QMF表示或子带表示。在该特定示例中，采 用丄="的子带QMF，对于长度K (K为i>64的倍数)的有限冲激响应 的时域滤波器而言，滤波器的复数QMF表示可以使用长度为K/64+2的 丄=64的复数滤波器来表示。
根据本发明，滤波器// ，^接着被输入至滤波器压縮器102，滤波器 压縮器102输出^T"力作为压縮的子带滤波器冲激响应。滤波器压缩器102 的实施例输出的滤波器/^",^比原来的滤波器/^",^具有更多的零值系 数，因此计算复杂度更低。
根据实施例以及应用的不同，滤波器变换器101以及滤波器压縮器 102通过丄个连接彼此耦合，通过每个连接来发送对应不同子带(索引" 0,L-1或A: = 1,…，丄)的滤波器冲激响应。在图1中通过与滤波器变换器101和滤波器压缩器102之间的连接交叉的斜线(/)，来表示 该选项。然而，还可以通过更少数目的连接或仅仅通过单个连接将两个组 件相连，通过该连接来发送相应的信号或信息。为简洁起见，在附图和实 施例中，在合适的位置示出了可行的并行元件连接，所述元件连接包括针 对每个子带的独立连接。然而，无论何时发送关于子带的信号或信息，都 可以例如如表示关于子带的信号或信息(例如，的变量所显示的 那样，实现任何连接。
如将在后文中进行详细说明的那样，滤波器压縮器102的实施例还针
对包含在例如子带滤波器组中的子带滤波器的相应数量的子带滤波器，输
出一组或多个滤波器脉冲响应。输入子带滤波器冲激响应/7 ,W以及压縮
子带滤波器冲激响应/^2，^均是复数值，如前所述，该复数值位于由与时
间相关的"以及与子带相关的A标记的二维矩阵中。
然而，关于滤波器压縮器102的不同实施例的更具体的细节将会在后
文中进行说明。此外，压縮子带滤波器冲激响应A&W与输入子带滤波器 响应/7f"力之间的关系也将在'后文中针对滤波器压縮器102的不同实施例 来进行说明。很重要的是，应当注意原则上，正如将会对此进行简单说
明的那样，这两组不同的多个滤波器冲激响应// "与/5r",w之间的差别
可以存在于更多方面，而不是仅仅在于零值系数的数目不同。
在图2中，说明了本发明的一般用例场景。此处再次将时域滤波器/2「W 输入到滤波器变换器101中，滤波器变换器101产生滤波器// ,^的复数 QMF表示，复数QMF滤波器// 力被输入至滤波器压縮器102的一实施 例中，滤波器压縮器102输出减少的或压縮的复数QMF滤波器》(>2，W， 如前所述。
除了在图1的上下文中均进行了说明的滤波器变换器101 (其输入为 时域滤波器/7(^的实数值冲激响应)以及滤波器压縮器102，图2中所示 的用例场景还包括QMF分析滤波器组203，该QMF分析滤波器组203也 称为复数分析滤波器组。为QMF分析滤波器组203提供输入信号x「w人 输入信号x^j可以是例如数字音频信号。QMF分析滤波器域203在输出端 提供输入信号xf^的复数QMF表示J^",A:入如图1的上下文中所述，整数 "、A分别与采样或时间索引和子带索引相关。将在图9的上下文中对QMF分析滤波器组203的一种可行的解决方案进行更加详细的说明。
接着，将输入信号xf^的复数QMF表示义(>7"提供至工作于子带域中 的滤波级201。滤波级或子带滤波器201是可调整的子带滤波器组，其包 括与滤波器压缩器102的实施例的输出相连的L个中间滤波器。通过滤波 器压縮器102的实施例，向子带滤波器组201的中间滤波器提供压縮子带 滤波器冲激响应浙"力，/^>7力用于对(复数值)QMF表示JT 力进行滤 波。
原则上，如后文所述，可以通过计算复数QMF表示^r"力与由滤波
器压缩器102的实施例提供的、针对由子带索引A所标识的各个子带的对 应的滤波器冲激响应片 力之间的巻积，来对复数QMF表示Z^力进行滤波。
接着，将由子带滤波器组201在复数QMF域提供的滤波器信号提供 至QMF综合滤波器组或复数综合滤波器组，QMF综合滤波器组或复数综 合滤波器组最终综合(实数值)输出信号><",将在图11以及12的框架 中对QMF综合滤波器组202或复数综合滤波器组的一种可行的解决方法 进行讨论。
换言之，与如图1所示的滤波器变换器101以及滤波器压縮器102相 并行，将信号x^输入至QMF分析203模块，QMF分析模块输出Z 力， 即输入信号的复数QMF表示。接着，利用由滤波器压缩器102输出的复 数QMF滤波器输出，在QMF域中对信号进行滤波201，并且通过QMF 综合滤波器组102，将滤波后的信号最终综合至时域，产生滤波输出信号 少
在图3中，更详细地示出了滤波器压縮器102的实施例。再次将作为 时域输入冲激响应的时域滤波器/2f^输入至滤波器变换器101。滤波器的 时域冲激响应如301所示。如前所述，时域滤波器经过滤波器变换器之后， 传输至子带域，并且由/^",&表示。滤波器响应的绝对值时间/频率图如 302所示。
图3所示的滤波器压縮器102的实施例包括与滤波器压縮器102的 实施例的输入相连的绝对值表示模块303。滤波器压缩器102的实施例还 包括与绝对值表示模块303的输出相连的掩蔽发生器304。滤波器计算器305也包括在滤波器压缩器102的实施例中，滤波器计算器305与滤波器 压縮器102的实施例的输入以及掩蔽发生器304的输出相连。滤波器计算 器305包括输出，该输出还表示滤波器压缩器102的实施例的输出。
将复数QMF滤波器或子带滤波器// ,W输入至滤波器压縮器102的 实施例中，滤波器压縮器102包括绝对值表示模块303、滤波器掩蔽发 生器304、以及滤波器计算器305。绝对值表示模块303创建滤波器的绝 对值时间/频率图，如局部图302所示。举例而言，这可以是QMF域内滤 波器系数的绝对值的对数表示，后文中将会对此进行说明。在一实施例中， 滤波器掩蔽发生器304根据由绝对值表示模块302提供的信息，来选择和 确定具有QMF域内滤波器绝对值表示中最大值的系数 ^。滤波器掩蔽 发生器304根据所需滤波器的压縮程度，确定或选择可调整、可编程、固 定或预定的系数的数目。选定的滤波器系数数目越少，运算减少量越多。 在申请的以下部分将会对示例以及更具体的细节进行说明。因此，在本说 明书的框架中，在许多情况下，单词确定、选择、判定、建立以及查找可 以用作同义词。在许多情况下，确定或选定的滤波器冲激响应值是具有(或 包括)较大的值的滤波器冲激响应值，而不是具有较小的值的滤波器冲激 响应值。这些具有较小的值的滤波器冲激响应值也被认为是未被选择或未 经确定。
如前所述，可选地或附加地，还可以基于检查滤波器抽头或滤波器冲 激响应值，将其与同提供至滤波器压縮器的实施例的滤波器冲激响应相对 应的滤波器组的所谓混叠水平相比较，实现降低复杂度。如果QMF域中 的滤波器冲激响应值的某些抽头与滤波器组的混叠水平接近，则可以安全 地将这些滤波器抽头设置为零或对它们进行处理，以降低运算复杂度。就 实现滤波器而言，由于零值系数不必包含这样的滤波器实现的乘加的框架 中，因此可以安全地将这些滤波器抽头丢弃。例如，在将时域HRTF滤波 器变换为复数QMF表示之后，复数QMF表示中的某些时间-频率片可能 具有处于相应的MPEG环绕声滤波器组的混叠水平的、很低的绝对值。接 着，可以将HRTF滤波器的复数QMF表示中的这些项设置为零，从而在 实现包括房间响应在内的长HRTF滤波器时能够降低复杂度。
滤波器掩蔽发生器基于由绝对值表示模块302提供的信息来创建滤波
21器掩蔽Mfh力，并且输出选定的滤波器掩蔽M化W，所述滤波器掩蔽M 力 向滤波器计算器305指示// ，^的选定的滤波器系数。滤波器计算器305 根据包含选定滤波器系数的QMF域中的初始滤波器// 力，来产生一个 新的、压縮的滤波器片 力。以下将给出不同的可行实施方式的进一步的 细节。
图4示出了滤波器压縮器102的另一实施例，该实施例与图3所示的 滤波器压縮器102的实施例的基本结构相同。为了更加精确，图4所示的 滤波器压縮器102的实施例还包括绝对值表示模块303，该模块的一端与 滤波器压縮器102的实施例的输入端相连，另一端通过绝对值表示模块. 303的输出端与掩蔽发生器304相连。图4中的滤波器压縮器102的实施 例还包括滤波器计算器305，该滤波器计算器305也与滤波器压縮器的输 入以及掩蔽发生器304的输出相连。滤波器计算器305的输出再次表示图 4所示的滤波器压縮器102的实施例的输出。
然而，与图3所示的滤波器压縮器102的实施例相比，在图4所示的 实施例的情况下，对绝对值表示模块303以及滤波器计算器305进行了更 详细的说明，并且将结合本发明申请以下部分中的可替换的或进一步的实 现对其进行更详细的说明。
绝对值表示模块303包括绝对值运算功能模块401 ，该模块与白化模 块402串联在绝对值表示模块303的输入与输出之间。滤波器计算器模块 305包括滤波器抽取器模块403，该模块与增益计算器404串联。滤波器 抽取器模块403与增益计算器404串联在滤波器计算器模块305的输入与 输出之间。根据具体实现方式的不同，将有关由掩蔽发生器304提供的掩 蔽信息提供至滤波器抽取器模块403，并且还可以选择性地提供至增益计 算器模块404，如图4所示。然而，根据滤波器计算器模块305的具体实 施方式，还可以通过增益计算器模块404以及滤波器计算器模块305之间 的可选连接(如图4的虚线所示)，可选地将提供至滤波器压縮器102的 实施例的输入子带滤波器冲激响应Ffh,W提供至增益计算器模块404。
在更详细地讨论图4所示的滤波器压缩器102的实施例的各模块之 前，首先将给出图4所示的滤波器压縮器102的实施例的功能的概要。
在图4中，对根据本发明的滤波器压縮器102的不同实施例进行了说明。此处绝对值表示模块303包括绝对值和对数函数401、以及白化模
块402，白化模块402对由绝对值和对数运算模块401提供的绝对值表示 进行谱白化。滤波器掩蔽发生器304与之前的相同，并且向滤波器计算器 模块305输出滤波器掩蔽7kT(H^。这包括滤波器抽取器模块403、以及 增益计算器模块404，在本实施例中，所述滤波器抽取器模块403保存滤 波器// ,^选定的系数，并将其它系数设置为零，所述增益计算器模块404
调整滤波器的增益，使压縮滤波器^r"，w的增益与初始滤波器// ,^的增
益相同。
从绝对值表示模块303开始，为绝对值和对数函数模块401提供输入 子带滤波器冲激响应并计算输入子带滤波器冲激响应// ,^的估 计表示」 ，W，其中，n再次表示各个子带滤波器冲激响应中的采样或索 弓|，而^^，...，(1力表示子带的索弓1。在滤波器压縮器102的实施例中由绝 对值和对数函数401计算得到的估计表示J ,W，根据下式进行计算
," = 201og,。|//(",^。 (1)
如等式(1)所示的估计表示v4 ，^反映了在不考虑人耳的特定听觉特 性时，相对于人耳的音量分布。
然而，在绝对值表示模块303的框架中，还可以实现不同的估计表示 J ,W。作为示例，在图3中的实施例中，由绝对值表示模块303向掩蔽 发生器304提供的估计表示v4 ，W可以例如基于等式
其中，s是非零实数，l...l表示表达式的绝对值。在某些实施例中，s是非
零整数。虽然根据等式(1)的估计表示j ,w基于基于能量的分贝标度，
但是根据等式(2)的估计表示对应于整数s=2的情况下的能量。然而， 在计算估计表示」 ，^时，也可以采用其它整数s，例如3=1。此外，还可 以采用其它计算估计表示的方法，例如，实现心理声学模型。很重要的是，
应当注意在图4所示的实施例以及图3所示的实施例中，滤波器变换器
101基于实数时域冲激响应Af^来创建复数输入子带滤波器冲激响应
// 力，从而由于数学运算的原因，为了能够比较相应输入子带滤波器冲
激响应/7 "的不同冲激响应值，最好对输入子带滤波器响应应用数学度量。在结合等式(O， (2)的图3以及图4所示的实施例的情况下，该数 学度量是绝对值，如l...l所示。然而，原则上，也可以应用其它数学度量， 诸如取实部、取虚部、取在复数平面中相应复数沿实数的正方向的角度。
换言之，虽然在等式(1)， (2)的框架中，通过计算绝对值将输入子带滤
波器冲激响应/ir"力的复数值转换为实数集，然而根据具体实施需求，还 可以采用上述的其它数学度量。
图3中的局部图302示意性地表示了估计表示j ，"，可以将局部图 302理解为估计表示^fh，^关于图3所示平面中的两个索引A:、 n的三维曲 线图，而所绘制的估计表示值^(>2，^垂直于局部图302的《4面。换言之， 局部图302示出了，作为采样索引或时间索引w以及子带索引A的函数的 滤波器的绝对值时间/频率表示的估计表示J ，&的示意表示。采样索引或 时间索引w可以与时域冲激响应/^^的索引w不同，例如，可以相差因子 丄(子带数)。如在图9、 11以及12的上下文中所述，滤波器变换器101 可以包括复数调制分析滤波器组，该复数调制分析滤波器组可以包括一个 以上的下采样器，该下采样器可以某个因子(例如子带数目L)减少采样 数。然而，由于这些下采样器是可选组件，索引n可以指与时域冲激响应 H(n)的索引n相当的时间索引或采样索引，或者索引n可以对应于经下采 样的时间索引或采样索引，而与时域冲激响应H(n)的时间或采样索引n不 同的(例如相差因子L)。
以下，将对白化模块402进行更具体的说明。本发明中白化模块的目 的在于，在掩蔽发生之前对滤波器进行感知加权，以避免由于感知上重要 的滤波器抽头具有较小的绝对值，而丢弃感知上重要的滤波器抽头，相反 选择其它感知上不太重要的滤波器抽头的情况。
在本发明的一实施例中，由401提供的在对数域中的绝对值表示由下 式给出
如在图4所示的实施例的情况下等式(1)中所示。在图4的实施例中， 白化模块402接着将频率划分为P个感知上相关的子带间隔，子带间隔的 端点为A;。， A:/,...,
24/oHv."^-4， (3)
其中，S是非负整数，而尸是正整数。那么，对各个p ="
入白化后的绝对值表示或估计表示^/w,^可以根据
A ) = A(","-max,e/(/;)max A(",/), (斗)
通过减去对应的间隔中最大的滤波器系数来予以定义，其中，^/W，^是由 白化模块402输出的白化后的估计表示。在该上下文中，应当注意的是， 在本发明的框架中，白化以及加权可以同义使用。
虽然将会在图14的上下文中，尤其是鉴于由等式(4)所描述的白化， 对谱白化进行更具体的说明，但是应当注意的是，(谱)白化基于为防 止或最小化在滤波器压縮过程中产生的失真，将能量从某些频谱部分转移 到不同的频谱部分是可行的。
现实的滤波器以及音频系统中通常具有非均匀分布的时间/频率分布， 因此在子带域中，位于低频部分的子带中的滤波器冲激响应的长度比位于 高频部分的子带中的滤波器冲激响应的长度明显要长。此外，现实的滤波 器以及音频系统的非均匀分布的幅度/频率分布还将导致各个子带滤波器 彼此之间的相关性不同。换言之，例如，由于现实的滤波器以及音频系统 在较高频率下具有较大的衰减，因此对应于较高频率的子带滤波器不如对 应于较低频率的子带滤波器重要。然而，为防止或至少最小化滤波器压縮 对较高频率的子带滤波器的影响，可以有利地实现(谱)白化，以防止在 上述场景中，在压縮过程中将较高频率的子带滤波器完全抑制，从而导致 听觉感受的严重失真。因此，(谱)白化(又称加权)对于现实的滤波器 和音频系统而言十分关键。
因此，在如图4所示的实施例中的绝对值表示模块303中所包含的白 化模块402应用谱白化，在谱白化中，通过划分频带中的整个频率范围来 实现归一化效果。如将在复数调制分析滤波器组的上下文中更具体的阐述 的那样，各个子带对应于具有特定中心频率的特定频率范围。因此，可以 根据中心频率来排列子带。在一种自然的选择中，子带索引A;按照升序对 应于升序的中心频率。
为相对上述频带以归一化效果的形式实现谱白化，形成感知上相关的子带间隔或子带的子群，其中，子带间隔或子带的子群包括至少一个子带。 此外，在许多具体实施方案中，单个子带正好属于作为整体的一个子群。 然而，子带的各个子群可以包括一个以上子带。在该情况下，子群通常仅 仅包括具有相邻中心频率的子带。
换言之，如果按照子带的中心频率的升序同时按照升序的子带索引A 来排列子带，那么仅仅包含具有相邻频率的子带在内的子群与子带索引为 A的子带有关，其中，子带索引可以被排列为两个排列好的子带索引之间
的最大差别等于+/-1，如在等式(3)的上下文中所述。换言之，各个频段
可以由作为子带的超集的子群或子带间隔来表示。然而，应当注意的是， 子带的子群还可以正好包括一个子带。
如上所述，在谱白化的框架中，特定数目户的频段、子群或子带间隔 是有区别的。然而，原则上，子带的子群的数目p是整数，并且由于各个 子群至少包括一个子带，并且各个子带正好属于子带的一个子群的限制，
p小于子带数目丄。在滤波器系统工作于丄=64个子带的情况，子带的子群 的典型数目尸可以被选为28。然而，该数目并不限于上述值。子带的子 群的相应数目尸(例如，尸=32)可以基于心理声学模型来选择，心理声学 模型表示频域内感知相关的间隔。
因此，在许多现实的滤波器以及音频系统中，白化可选地基于人耳对 于心理声学模型的感知特性，将能量从较低频谱部分转移到较高的频谱部 分。
然而，在绝对值表示303的框架中，还可以方便地实现白化模块402 的不同实施方案。更准确的说，可选实施方案包括，分别针对具有索引& 的各个子带对估计表示^&W进行白化，而不是基于包含在根据等式(4) 的子带的相应子群中的所有子带来进行白化。此外，还可以通过对估计表 示」 力的全部值进行除法运算，从而将估计表示的全部值关于各个子带 的最大值或关于子带的各个子群的最大值进行归一化，来执行白化，而不 是如等式(4)所示的减去最大值。此外，还可以通过对估计表示进行除 法运算执行所述的归一化，从而得到针对相应估计表示^f"，^ (关于各个 独立子带或关于子带的各个子群)的全部值的和。在该情况下，在第一步 骤中，将确定关于各个子带或子带的各个子群的估计表示全部值的和，接着，根据等式(4)进行减法运算，或将估计表示的值除以对应的和。
总而言之，在上述实施例中，检查以及选择基于滤波器抽头处的滤波 器冲激响应的绝对值。因此，在该实施例中，在选择至少一个包含较大值 的冲激响应值时，选择或不选择滤波器冲激响应值是基于比较滤波器抽头 的绝对值来进行的。在不同实施例中，如有必要，可以基于应用其它数学 度量来比较或检查滤波器抽头。然而，如果滤波器抽头是实数值，那么原 则上无需应用数学度量的，就可以实现计算或确定绝对值。
在滤波器抽头是复数值的情况下，可以应用某些数学度量。示例可以 是根据绝对值或根据滤波器抽头在复数平面中关于预定或明确定义的方 向(例如，正实数的方向)的角度或相位。此外，原则上，可以采用确 定实部、实部的绝对值、虚部、虚部的绝对值、或任何其它将相应复数映 射为(可选地，正的)实数的函数。
在图4所示的实施例中，将由白化模块402输出的白化后的估计表示
力『^^提供至掩蔽发生器304，掩蔽发生器304基于白化后的估计表示创 建滤波器掩蔽或掩蔽M(^。由于白化模块402对估计表示的作用，掩蔽发 生器304能够选择最(感知上)相关的滤波器系数。在图4所示的实施例 中，滤波器掩蔽是O和1的集合，其中，il^",^^l表示，相应的滤波器抽 头或滤波器冲激响应值被选中使用或保留。相应地，值M j戶0表示由采 样索引或时间索引《以及子带索引A:标识的相应的滤波器抽头或滤波器冲 激响应值不被选中，因此将不会被使用。换言之，特定滤波器冲激响应值 将被丢弃或设置为0。
在滤波器压縮器102的一实施例与下一实施例中的掩蔽发生器304的 具体实施方法可以存在很大区别。在图4所示的实施例中，例如，掩蔽发 生器可以通过将滤波器掩蔽的相应值设置为il^",W=l，而将滤波器掩蔽的 其余值设置为Mf>7,^=0，来基于白化后的估计表示^『(>7,^选择特定数目的 冲激响应值。除了选择特定绝对数目的冲激响应值外，还可以选择相对于 由子带滤波器响应H 力的集合给定的冲激响应值的全部数目的相对数目 的冲激响应值。在采用I^64个QMF子带实施方法的情况下的具体示例中， 各个输入子带滤波器冲激响应包括16个非零、不为零或非平凡 (non-trivial)的滤波器抽头，输入子带滤波器响应的总矩阵是由包含1024个冲激响应值的64， 16矩阵给出的。在该示例中，例如，掩蔽发生器304 可以选择特定的预定数目的冲激响应值(例如，根据由白化后的估计表示 提供的最大绝对值的256个元素)，或者掩蔽发生器304可以选择相对于 滤波器冲激响应的总数成预定或特定比例(相对数目)的滤波器冲激响应 (例如，滤波器冲激响应值的总数的25%)。对于两种情况，通过将滤波 器掩蔽M ，^的相应值设置为0 (^ff>7，W=0)，丢弃或而不选择冲激响应值 的其余值。
在滤波器压縮器102的另一实施例中，掩蔽发生器304可适于接收 指示所要选择的冲激响应值的绝对数量的信号或指示冲激响应值相对于 冲激响应值的总数的比例的信号。在该滤波器压縮器102的实施例中，可 以通过调整先前提及的数字来调整压縮比例。
此外，可选地或附加地，掩蔽发生器304可以适于基于不同准则选 择各滤波器冲激响应值。作为示例，掩蔽发生器304可以适于为每子带 选择预定的、固定的、可编程的、或可调整的(例如，3个相对于各个子 带的估计表示具有最大值的冲激相应值)数量的冲激响应。此外，掩蔽发 生器304可以被配置为使用门限准则，从而例如，使所有被选定的冲激 响应值的相应估计表示值大于预定的、固定的、可调整的或可编程的门限 值。在另一实施例中，可以将掩蔽发生器304配置为能够基于将各值与 其相邻的冲激响应值进行比较，来选择冲激响应值。作为示例，可以将掩 蔽发生器304配置为如果就(可选地白化后的)估计表示而言相应值比 相邻值小固定的、预定的、可编程的或可调节的比例(例如，小于25%)， 则不选择滤波器冲激响应值。然而，还可以实施其它选择方案。
然而，虽然一个子带与下一子带或一个子群与下一子群选定的冲激响 应值的数目可以有很大不同，但是由于白化的缘故，如在等式(4)的上 下文中所述，根据具体实施方案，基于子带的各个子群，或各个单独的子 带，在子带的各个子群中或各个子带中选择至少一个冲激响应值。如以下 将在图14的上下文中所述的那样，在白化是通过将估计表示^&^除以例 如估计表示值的相应子集的最大值来实现的情况下，在上述的掩蔽发生器 304的实施方案中，在各个子带或在子带的各个子群中选择至少一个滤波 器冲激响应值。
28因此，绝对值表示模块303与掩蔽发生器304之间的相互作用将使滤
波器冲激响应值集中在M-A平面中的重要区域(参见图3中的局部图)，并
且使在n-k平面的感知上相关的区域中的"真空"或"空间""压縮"。通
过对掩蔽il^",^进行相应的设置来将相关的冲激响应值丢弃。
还被称之为滤波器计算器模块305的滤波器计算器模块或滤波器冲激 响应构造器，在图4所示的实施例中包括作为一个单元的滤波器抽取器 403，该单元按照滤波器掩蔽^Tf""所指示的，将所有未选中的滤波器抽 头或滤波器冲激响应值设置为零。在该情况下，抽取器403输出子带滤波 器冲激响应的掩蔽矩阵/^/w，W，如果相应的滤波器掩蔽值^r ，^等于1，
则//A/",^的值等于子带滤波器冲激响应//(H^的相应矩阵元素。如果将相 应的滤波器冲激响应值的滤波器掩蔽^T化W设置为0，则子带滤波器冲激 响应的掩蔽矩阵/Z一"力也被设置为0。换言之，将来自掩蔽发生器304的 掩蔽Mfw力作用于滤波器抽取器403,从而构成抽取后的滤波器。
HM(",Ar) = M(","H("," (5)
在该实施例中，掩蔽包括取值0或者1的项。取值为0的项表示滤波器系
数将被丢弃，取值为1的项表示滤波器系数将被保留(选中)。
以下，对关于包含在滤波器计算器模块或确切地说滤波器冲激响应构
造器305中的增益计算器模块404进行详细说明。本发明中，增益计算器 模块404的目的在于重新调整抽取后滤波器的功率增益，从而最终增益 调整后的压縮滤波器与原始滤波器具有相同的主要频谱特性。由于抽取滤 波器的功率增益比原始滤波器的功率增益要小，因此，增益计算器模块404 将为每个子带计算补偿增益。在本发明的一实施例中，该增益由下式定义
<formula>formula see original document page 29</formula>(6)
其中，minU表示最小值，Gn^是最大增益，s是较小的(正)数， 通常远远小于等式(6)的分母中第二项加数。
将该增益作用于抽取滤波器，从而获得最终的压縮滤波器
//M(","。 (7)
在本发明的另一实施例中，仅对各个感知上相关的子带间隔(子带的子群)计算增益
<formula>formula see original document page 30</formula>
并且对各个间隔或子群作用相同的增益，
<formula>formula see original document page 30</formula> (9)
在两种情况下，Gmax是增益补偿的上界，S是较小的整数，包含S以防 止除零。并且，因此G^x和s在增益计算器404的数值实现中非常有用，s 用于避免除零(即，￡>0)，并且用于将增益计算器404作用于子带的增益 值限定为由最大增益Gmax定义的值，由于对等式(6)、 (8)中的花括号中 的两项求最小值，因此增益G(k)和G(p)分别受限于G隱。
换言之，调整Pt频段或确切地说子带的子群中每一个的增益，使在 比较掩蔽和非掩蔽的子带滤波器冲激响应Z^ ,^和// "时，经过各个子 带滤波器滤波之后的信号的能量保持良好的近似恒定。在两种情况下，对 于掩蔽的以及原始输入子带滤波器冲激响应值，根据滤波器冲激响应使用 各个滤波器滤波之后的信号的能量与相应子带滤波器冲激响应值的绝对 值的平方的和成正比，如下式所示。
<formula>formula see original document page 30</formula>
很容易验证，在等式(6)和(8)中的增益G(^和Gfe)基于对如等式(10a) 和(10b)所示的两个能量的比较，其中，只在等式(6)和(8)中引入 附加加数f，以防止在具体实现时除零。
因此，增益计算器模块404将掩蔽的滤波器抽头HM ,^相对于能量进 行归一化，以对在掩蔽至少某些输入子带输入响应的过程中损失的能量进 行补偿。换言之，由于在滤波器抽取器403的框架中的掩蔽，使用与掩蔽 子带滤波器冲激响应//M 力相对应的子带滤波器冲激响应过滤后的信号 的能量将比使用子带滤波器冲激响应// ，^的子带滤波器过滤后的信号的 能量要小。然而，增益计算器模块404还可以适于应用不同的增益方案。作为示 例，不使用能量，而是通过直接比较子带滤波器冲激响应的绝对值，来确 定增益因子。附加地或可选地，还可以根据子带滤波器冲激响应值的总数，
而不是如在等式(6)和(8)的上下文中所述的单个子带或子带的单个子
群的冲激响应值，来确定增益因子G。此外，还应当注意的是，增益计算
器模块404不是必须的组件，而是可选组件。
在本发明的其他实施例中，滤波器冲激响应构造器或滤波器计算器模 块305还能够构造压縮子带滤波器冲激响应，而不是如上所述，仅仅将未 选中的子带滤波器冲激响应值设置为0。根据具体实施方案，例如，滤波 器冲激响应构造器305通过对适当选定或确定的子带滤波器冲激响应值进 行加权、复制或取值来构造压縮子带滤波器冲激响应。
在该上下文中，应当注意的是，即使丢弃或不将未确定或选择的滤波 器冲激响应值包含在内，也不能在时域内对滤波器进行压縮。在本说明书 的框架中，忽略、忽视或不使用未选定的或未确定的滤波器冲激响应值不 会导致相应(QMF滤波器组)多项表示式的多项表达式的各个加数的阶 数发生很大改变，而仅仅会改变延迟算子z"的系数。换言之，通过丢弃、 忽略、设置为零或不再考虑滤波器抽头或滤波器冲激响应值，不会导致滤 波器抽头相对延迟算子z"的幂重新分布。就延迟算子的幂而言，在未选 中的或未确定的滤波器冲激响应值之后的选中的或确定的滤波器抽头或 滤波器冲激响应值将不会发生改变。
换言之，由滤波器冲激响应构造器305构造的压縮子带滤波器冲激响 应可以包括与未选中的滤波器冲激响应值的滤波器抽头相对应的零值， 或者压縮子带滤波器冲激响应可以完全不包括各个未选中的滤波器冲激 响应值。换言之，例如，滤波器冲激响应构造器305能够构造压縮子带滤 波器冲激响应，所述压縮子带滤波器冲激响应原则上具有与输入子带滤波 器冲激响应相同数目的子带滤波器冲激响应值，但是零值数目有所增加， 或者压縮子带滤波器冲激响应可以具有较短的总长度，这是因为滤波器冲 激响应构造器305仅仅复制选中的值，以及丢弃未选中的值。
由于与复数滤波器冲激响应值相比，实数滤波器冲激响应值将会显著 降低复杂度，因此，滤波器冲激响应构造器305还可以有利地输出某些选
31中的滤波器冲激响应值的绝对值。在高频部分，人类听觉对相位相关性不 太敏感，因此在与高频部分相对应的子带中，该操作模式尤其有利。
因此，可以可选地使用绝对值、虚部、实部、相位、上述元素中至少 一项的线性组合、多项式组合、或实数表达式来代替与边界频率以上的中 心频率相对应的子带冲激响应值。在本说明书的框架中，还将复数值的虚
部看作是实数值。根据具体实施方案，边界频率可以在lkHz至10kHz的 范围内，然而在许多应用中，考虑到人类通常的听觉范围，可以采用lkHz 至5kHz或lkHz至3kHz范围的边界频率。此外，根据滤波器压縮器的具 体实施方案，所述的使用基于复数值滤波器冲激响应值的实数值来代替复 数值的滤波器冲激响应值可以根据选中的或确定的或未选中的或未确定 的滤波器冲激响应值来实现。可选地或附加地，对于与边界以上的中心频 率相对应的子带的滤波器冲激响应值，通常可以使用与基于复数滤波器冲 激响应值的相应的实数值来代替。在该上下文中，应当注意的是，使用确 定或选中的滤波器冲激响应值还包括使用基于该滤波器冲激响应值的
(例如，实数)值来代替相应的滤波器冲激响应值。
图5示出了根据本发明的同时对多个滤波器起作用的滤波器压縮器 501的其他实施例。在图5中对另一实施例进行了说明。此处，将多个滤 波器(N个滤波器，由V=^..，f7V-W表示，N为正整数)输入至滤波器压缩 器501的实施例中，其中，将每个滤波器输入至单独的绝对值表示模块303 中，并且将N个表示输入至滤波器掩蔽发生器502中。
更准确地说，图5所示的滤波器压縮器501的实施例与一组iV个滤波 器变换器101相连接或耦合，所述N个滤波器变换器101向滤波器压縮器 501提供一组复数值时域冲激响应/77h，W，其中，如前所述，v=0,...,(7V-7」 是时域内相应滤波器的索引。作为示例，就类HRTF系统的框架中的五通 道输入信号而言，对于五个输入通道中的每一个以及对于两个耳机声道 (左声道和右声道)中的每一个，均使用独立的时域滤波器，因此时域滤 波器的总数为A^10。
换言之，为图5所示的滤波器压縮器501提供多组冲激响应，其中， 在图5所示的情况下，多组滤波器冲激响应中的每组滤波器冲激响应由不 同的滤波器变换器101提供。然而，相对于由单个滤波器变换器101提供的一组滤波器冲激响应，该组滤波器冲激响应包括丄个独立的滤波器冲激 响应，每个滤波器冲激响应具有特定数目的滤波器抽头或滤波器冲激响应 值。与在中心频率的上下文中所述的一样，与独立子带相对应的每个滤波 器冲激响应与一中心频率相关，从而，这些中心频率构成多个中心频率。
对应于相同子带索引^但是属于由索引V指示的不同组滤波器冲激响 应的滤波器冲激响应也对应于相同的中心频率。换言之，至少在压缩前， 多组滤波器冲激响应中的每组滤波器冲激响应与多个中心频率(由一组滤 波器冲激响应定义)中的每个中心频率(正好)对应。
各个滤波器变换器101为各个时域滤波器提供一组复数值子带滤波器
冲激响应/7丫M^，复数子带滤波器冲激响应/Z丫"，W被提供至图5所示的
滤波器压縮器501的实施例。将针对7V个不同的时域滤波器的各个子带滤
波器冲激响应提供至独立的绝对值表示模块303，绝对值表示模块303将 针对N个时域滤波器的中每一个时域滤波器的绝对值表示或估计表示提 供至滤波器掩蔽发生器502。绝对值表示模块303可以取自于由相同参考 标记所表示的本申请中所述的所发明的滤波器压縮器的其它实施例中的一个。
以下将对用于多个滤波器的滤波器掩蔽发生器502进行更详细的说 明。假设AA个滤波器的绝对值表示为 v = 0,l，...,7V —1
正如iV个绝对值表示模块303所提供那样，用于多个滤波器的滤波器掩蔽 发生器502的一实施例形成了由平均值定义的联合绝对值表示
1 W-l
^ 。 (11)
该(联合)绝对值表示为与前述实施例中的单个滤波器掩蔽发生器304 中一样的单个掩蔽M(n，k)创造了基础。在执行白化步骤的情况下，可以针 对各个独立的绝对值表示模块303执行该操作，或仅针对联合绝对值表示 执行一次上述操作。
在图15的上下文中，将对滤波器压縮器501的实施例进行说明，其 中，对各个滤波器v-0,…,(7VW乂独立地执行(谱)白化。在该实施例中，滤 波器掩蔽发生器502根据全部滤波器的7V个绝对值表示，为全部滤波器创建单个滤波器掩蔽M 力。这是本发明实施例的重大优势，因为滤波器掩 蔽发生器502能够考虑如何在后面的状态中合并压缩滤波器。如前所述将
每个原始滤波器输入滤波器计算器305，并且由于为每个滤波器计算器提 供相同的掩蔽M 力，滤波器压縮器产生iV个新滤波器J^Yw，W。
然而，在滤波器压縮器502的另一实施例中，可选地，(联合)绝对
值表示可以由下式定义
<formula>formula see original document page 34</formula>
其中，wfV)是取决于滤波器索引^=化...，^-"的加权因子。加权因子co(v) 根据滤波器的频谱、心理声学特性或总体声音印象的其它相关性，提供对 不同滤波器v进行加权的可能。虽然不是必须的，但是推荐对加权因子w 」
进行限定，使加权因子的和等于l，从而使下式成立
g"(小l。 (11,，)
与等式(11)相比，通过定义平均分配的权重因子w(V) = 〃w，等式
(ir)的(联合)绝对值表示Jf"，^可以被转换为等式(ii)的结果。换言 之，根据等式(ii)的绝对值表示的计算是根据提供了更大灵活度的等式 (ir)的绝对值表示的一种特殊形式，因为等式(ir)允许对由索引v 表示的各个滤波器的感知重要性进行加权。
通过在时域中对JV个独立的滤波器中的每一个使用相同的滤波器掩
蔽M(H^，滤波器压縮器501的实施例能够为7V个滤波器中的每一个创建 一组压縮子带滤波器冲激响应，从而即使在滤波器压縮器501之后对w个
独立的子带滤波器进行后处理，也不会导致具有不含其他滤波器之一中的 相应选定冲激响应值的相关冲激响应值的项。将图5所示的实施例的掩蔽
发生器502与图3和图4所示的实施例的掩蔽发生器304比较，很重要的 是，应当注意虽然仅仅在时域中向掩蔽发生器502提供了针对N个独立 滤波器的N个输入子带滤波器冲激响应，但是掩蔽发生器502产生指示全 部N个子带滤波器冲激响应的单个掩蔽M ，W。
在滤波器压縮器501的其它实施例中，可以使用不同的掩蔽发生器 502，原则上这些不同的掩蔽发生器使用不同的方案来为时域内的全部N个滤波器提供共同的估计表示。换言之，除了如等式(11)所示应用平均 值以外，还可以通过对相应值求和或线性合并(例如，可以对相关的子带 进行加权)，或对估计表示的各个值进行更复杂的合并(二次或更高次合 并)，将由绝对值表示模块303提供的各个估计表示合并为单个估计表示。
在图6中，在使用HRTF进行双声道解码的环境下对本发明的实施例 进行了说明。如前所述，将十个HRTF滤波器输入到滤波器变换器601中， 滤波器变换器601包括十个(N=10)根据101的滤波器变换器(参见图1 所示的滤波器变换器)。滤波器变换器601总共接收MZ个滤波器冲激响 应，其中，丄同样是子带数目。如上所述，将以QMF域表示的十个HRTF 滤波器输入至滤波器压縮器501的实施例中，并且提供十个压縮的以及可 选地增益调整后的滤波器^(","。将十个压縮滤波器i^(",/fc) (V=0，...，9,W=/0)输入至双声道解码器602中，双声道解码器根据立体声 输入信号603、空间参数604产生双声道立体声信号605，该信号通过立 体声道(如，耳机)产生环绕声的效果。双声道解码器602通过将十个 HRTF滤波器线性合并为作用于立体声输入信号的四个HRTF滤波器来实 现该效果。滤波器501的实施例中被设计为，对所有的滤波器产生相同的 滤波器掩蔽，从而当对这些滤波器进行线性合并时，在一个滤波器中被设 置为零的项不会在另一个滤波器中具有相应的非零项。因此，连接滤波器 变换器601、滤波器变换器501以及双声道解码器604的各个连接传输图 6中的斜线所指示的关于丄个子带的信息。
如前所述，双声道解码器602将IO个(两个音频输出声道(双声道) 各五个音频输入通道)HRTF滤波器合并为四个HRTF滤波器，这四个 HRTF滤波器可以直接作用于立体声输入信号603。然而，HRTF滤波器依 赖于为双声道解码器602提供的空间参数604,来呈现双声道立体声信号 605。如前所述，特别地，HRTF滤波器可以包括多个非平凡、非零或不为 零的子带滤波器冲激响应值作为滤波器抽头，因为必须对针对人耳的的双 声道立体声输出信号与声音源间的通常非常复杂的交互进行建模。例如， 为了有效地建模环境的房间特征以及其它需要建模的影响，各个HRTF滤 波器可能变得很长。
特别地，在该上下文中，可以有效地应用滤波器压縮器501的实施例
35来显著降低双声道解码器602的计算复杂度。通过减少在双声道解码器
602的框架中所考虑的相关子带滤波器冲激响应值的数目，可以以较小的 计算能力实现双声道解码器602，从而最终导致较少的功率消耗，这是由 于举例而言如果在一段给定时间中计算较少，那么可以降低相应的双声道 解码器的时钟频率。可选地，由于同样的原因，可以将双声道解码602构 造的更小，从而原则上可以避免使用第二处理核。
如将在图7至13的上下文中详细说明的那样，使用用于将IO个时域 HRTF滤波器变换至复数QMF域或复数子带域的具有192 (1M)个滤波 器抽头的滤波器变换器，滤波器变换器601或确切地说10个滤波器变换 器101 (如图1的示例所示)将具有896 (= 个滤波器抽头的时域 HRTF滤波器变换为64个分别包括16个(=^+3-7 )滤波器抽头的独立的 子带滤波器冲激响应。针对IO个时域HRTF滤波器中的每一个的1024个 结果滤波器抽头将导致对于双声道解码器602的极大的计算约束，除非使 用滤波器压縮器501的实施例来减少滤波器抽头的总数，例如以除数4使 总数变为256 (=/024/4)。虽然该示例所基于的系统在复数QMF或子带域 中针对10个HRTF滤波器中的每一个均包括丄64个子带，但是原则上， 可以使用任意数目的丄个子带。
在对滤波器压縮器以及用于产生压缩子带滤波器冲激响应滤波器的 方法的其他实施例进行讨论之前，将对一种用于滤波器变换器以及在复数 子带域(QMF域)中工作的滤波器的可行解决方案进行详细说明。然而， 在详细讨论(特别是滤波器变换器的)技术背景之前，首先讨论将数字滤 波器应用于数字音频输入(在时域或子带域中)的一般概念。
图7示出了为其提供数字音频输入的滤波器或滤波单元700的一种可 行解决方案。应当注意的是，原则上，数字音频输入可以是时域信号以及 (复数)子带域信号。滤波器单元在输出端提供数字音频输出，所述数字 音频输出根据滤波器定义信号或相应滤波器冲激响应信号来表示滤波后 的数字音频输入。
使用采样或时间索引"、数字音频输入;0^ (取决于所用域可以为实 数值或复数值输入信号)、和数字音频输出信号以及滤波器700的 冲激响应信号/fhJ，数字音频输出信号可以表示为<formula>formula see original document page 37</formula> (12)
其中，/是用于根据等式(12)所给定的巻积计算结果数字音频输出信号 的求和索引。
如图8所示，滤波器变换器101包括作为中心组件的复数分析滤波器 组710，将相应的滤波器冲激响应信号提供至该复数分析滤波器组710。 复数分析滤波器组710分析时域滤波器的冲激响应信号，通过一组丄个分 析滤波器以及随后可选的以因子丄进行的下采样，将时域信号变换至QMF 域，其中Z也是正整数，优选情况下大于1并表示复数分析滤波器组710 的子带数目。分析滤波器通常是通过对原型滤波器《f^进行复数调制来获 得的，其中"也是正整数，表示数据数组中的索引或信号中值的索引。滤 波器组710的输出包括丄个子带信号，￡个子带信号作为整体表示由滤波 器的复数QMF域中的时域滤波器冲激响应表征的滤波器。更准确地说， 复数分析滤波器组710的输出是一组子带滤波器冲激响应，这组子带滤波 器冲激响应可以被提供至滤波器单元700，以在复数QMF域中对音频输 入信号进行滤波，这与在时域中对音频输入信号直接进行滤波相比，音频 输出信号没有感知上可区分的差别。
下面将对关于原型滤波器^W以及复数调制分析滤波器的基本设计的 细节进行说明，并且后文中将进行更加具体的说明。此外，以下，假设子 带数目固定为丄="。然而，如前所述，这并不是对本发明的实施例进行 限制，而是仅仅用作合适的示例。
图9更具体地示出了复数分析组710的一种可行解决方案。复数分析 组710包括丄个中间分析滤波器720，用于由复数分析组710输出的每个 子带。更准确地说，丄个中间分析滤波器720中的每一个分析滤波器并行 与节点730相连，其中，向节点730提供时域冲激响应信号，作为需要处 理的输入信号。每个中间分析滤波器720适于将复数分析组710的输入信 号关于各个子带的中心频率进行过滤。根据不同子带的中心频率，各个子 带由子带索引或索引A表示，其中，A也是非负整数，通常在从O到(丄-l) 的范围内。复数分析组710的中间分析滤波器720可以根据中间分析滤波 器720所应用的子带的子带索引A:，通过复数调制，从原型滤波器;7f"」获 得。以下将对原型滤波器的复数调制进行更具体的说明。直接通过中间分析滤波器720或由可选的下采样器740 (由图8中的 虚线所示)，可以将中间分析滤波器720输出的信号的采样频率以因子L 降低。如前所述，作用于由相应的中间分析滤波器720输出的各个子带信 号的下采样器740根据具体实施方案是可选的，下采样也可以在中间分析 滤波器720的框架中执行。原则上，对由中间分析滤波器720输出的信号 进行下采样不是必须的。然而，在某些应用中，存在显式的或隐式的下采 样器740是个有利的选项，这是因为由复数分析组710提供的数据量可能 会增加因子Z倍，这将导致大量的数据冗余。
图10详细示出了子带滤波750及其与滤波器变换器101的交互的一 种可能解决方案。子带滤波750包括多个中间滤波器760，其中，为向子 带滤波750提供的每个复数值子带信号提供一个中间滤波器760。因此， 子带滤波750包括丄个中间滤波器760。
滤波器变换器101与每个中间滤波器760相连。因此，滤波器变换器 101能够为子带滤波器720的各个中间滤波器760提供滤波器抽头。在本 申请文件的后续部分中将对中间滤波器760所执行的滤波进行详细说明。 因此，提供至不同中间滤波器760的滤波器抽头以及滤波器变换器101的 输出构成了中间滤波器定义信号。
此外，应当注意的是，实施例、解决方案、以及实施方案可以包括附 加的和/或可选延迟，以对任何信号或信号的子集进行延迟，在这些图中将 延迟省略了。然而，在所有实施例、解决方案以及实施方案中，根据它们 的具体实现，可以在所示的(例如，滤波器)或作为可选单元增加的单元 中包括延迟或延迟器。
图11示出了复数组770的一种可行解决方案。复数合成组770包括丄 个中间合成滤波器780，其中，丄个子带信号被提供至丄个中间综合滤波 器780。根据复数综合滤波器770的具体实施方案，在中间综合滤波器780 的框架中的滤波之前，由丄个上采样器790对子带信号进行上采样，上采 样通过将采样频率提高因子丄倍来重建子带信号的采样频率。换言之，可 选上采样器790重建或重新构成提供至上采样器790的子带信号，从而保 留包含在各个子带信号中的信息，而将釆样频率提高因子丄倍。
然而，如在图9的上下文中所述，上采样器790是可选组件，因为上
38采样也可以在中间综合滤波器780的框架中实现。因此，由上采样器790 执行的对子带信号进行上采样的步骤可以在中间综合滤波器780的框架中 同时处理。然而，如果下采样器740既没有显式实现，也没有隐式实现， 那么上采样器790也不显式实现或隐式实现。
中间综合滤波器780通过输出连接至加法器800,加法器800对由丄 个中间综合滤波器780输出的滤波后的子带信号进行求和。加法器800还 与实部提取器810相连接，实部提取器810根据由加法器800提供的复数 值信号来提取或构成实数值信号或确切地说(实数值)时域输出信号。例 如，实部提取器810可以通过提取由加法器810提供的实数值信号的实部， 通过计算由加法器810提供的复数值信号的绝对值，或通过根据复数值输 入信号构成实数值输出信号的其它方法来完成该任务。
图12中所示的复数综合滤波器770的第二种可行解决方案与图11中 所示的第一种可行解决方案的区别仅在于，实部提取器810与加法器800。 更准确地说，中间综合滤波器780的输出分别从每个子带连接至实部提取 器810，实部提取器810根据中间综合滤波器780输出的复数值信号提取 或构成实数值信号。接着，实部提取器810与加法器800相连接，加法器 800对从￡个滤波后的子带信号中导出的丄个实数值信号求和，来构成由 加法器800提供的实数值输出信号。
如前所述，图3示出了滤波器变换器101的一种可行选择。假定滤波 器由其冲激响应给定。将该冲激响应看作是具体的时间信号，丄个频带复 数分析(滤波器)组710对其进行分析。这样一来，结果子带信号输出正 好是分别在图10所示的子带滤波750中的每个子带中应用的滤波器冲激 响应。在图8所示的情况中，提供至滤波器变换器101及其复数分析组或 复数分析滤波器组710的滤波器定义信号是表示滤波器幅度/频率特性的 冲激响应信号，将被变换至子带域中。因此，丄个子带的各个子带的复数 分析(滤波器)组710的输出表示，包含在子带滤波750之中的中间滤波 器的冲激响应。
原则上，复数分析组710源自于用于音频输入信号的分析组，但是具 有不同的原型滤波器，以及略微不同的调制结构，在以下说明中将对这些 细节进行说明。可以将原型滤波器^^的长度设计为相对较小。由于以因子丄进行下采样，子带滤波器的长度是给定时域滤波器以及原型滤波器Wv)
的长度之和的1/丄。
在本申请文件中，非零的抽头或值是理想地不等于零的抽头或值。然 而，由于该申请文件的框架中的实现限制的缘故，非零的值或抽头是实数 或复数抽头或值，其绝对值大于预定门限，例如，10"或2"，其中，6 是根据具体实施方案的需要的正整数。在数字系统中，优选地，该门限值 以二进制(基于2)定义，其中，根据实施方案的具体情况，整数6具有
预定值。通常，值b为4、 5、 6、 7、 8、 10、 12、 14、 16或32。 复数调制滤波器组
下文中，令Z(^^Z乙z(")exp(-z'to)作为离散时间信号^")的离散时 间傅里叶变换。如前所述，n是表示索引或时间信号的时间索引的整数，G) =2 nf是与频率/相关的角频率，n是圆周率(兀=3.1415926...)，
i = j = V^T是虚部单位。
复指数调制的L频带滤波器组是根据有限长度的实数值原型滤波器 p^定义的。在以下计算中，通过用零扩展，假定针对所有整数"定义了 原型滤波器。给定实数值离散时间信号xf^，如前所述，分析滤波器组710 应用复数调制的原型滤波器然后以因子丄进行下采样，以针对每个子带索 引A=0，7,...，(I-^以及整数时间索引m输出子带信号
<formula>formula see original document page 40</formula>在以下讨论中，时间索引m与时间索引A不同，m指下采样后的信号，而 整数"指具有完全采样频率的信号。
给定复数值子带信号4W，综合滤波器组770应用滤波然后以因子L 进行上采样并进行实数值提取，以输出如前所述的实数值信号，从而得到 输出信号
<formula>formula see original document page 40</formula>在等式(13)与(14)中，0以及^表示，在将实数值离散时间信 号x^)过滤为复数值子带信号时，或根据复数子带信号c4W中重建实数值 输出采样；YW时所用的(常数)相位因子。己知，在dk(m"ck(m)的情况下，即子带信号不相关时，可以选择原型滤波器以及固定相位因子^以及
「以进行良好的重建，_yf^=x〖")。实际上，良好重建取决于延迟(和/或 符号改变)，但是在以下计算中，如在PCT/SE02/00626"Aliasing reduction using complex exponential modulated filter banks，，中的伪QMF型设计的情 况所述，可以通过使用因果原型滤波器忽略该细节。这里，原型滤波器是 对称的^-"戶Pf^，并且其离散时间傅里叶变换/YW在间隔lo)IS兀/L的之 外基本上消失。良好重建还可以接近良好的重建属性来代替。在以下推导
中，为简单起见，将假定两种良好重建均成立，并且对于7U / L < |0)| ^兀，
尸^=0。此外，假定相位因子满足^ —S等于4L的整数倍的条件。
在精确采样滤波器组中，在综合之前改变子带信号通常导致引入混叠 干扰。这里，由于使用复数值信号引入的以因子2进行的过采样，该问题 得到了解决。虽然子带采样的总采样率与离散时间输入信号的采样率相 同，但是输入信号是实数值，并且子带采样是复数值。如将在下文中所述 的那样，不存在混叠将使时不变信号处理能够有效地得以执行。 在复数调制的滤波器组中进行子带滤波
在复数综合(滤波器)组770执行综合(12)之前，考虑通过以冲激 响应为g"f^)的滤波器对来自于复数分析组710的分析采样c^m卩进行滤波 所得到对各个子带信号的子带滤波750的修改
^(附)=2>^)^ — —/)。 (15)
基本运算表明，根据原型滤波器的频率响应的假设，对重建时间信号所产 生的作用是离散时间滤波，
其中，
G(咖l^(丄4-f("+〗2。 (17)
这里，^(w) = Zm(w)eXp(-/mw)是在子带A: ( A:^。中应用的滤波器的离散 时间傅里叶变换，以及
G = GK *<0 (18)其中，*表示复数共轭。这里观察到，因为根据假定的原型p(v)的特殊设 计，(^~) = 1的特殊情况导致(17)中的G(W"，这意味着
、 Z 2
=1
(19)
另一感兴趣的情况是=ex_p。'o^，这使得G(^)=ex/ (^ft^，从而
_>Y"X"-丄」。
通过子带滤波逼近给定滤波响应
令/Zf^为具有实数值冲激响应/z^的给定滤波器(例如，传递函数)。 该数据作为滤波器变换器101的输入。考虑(17)和(19)，下式给出了 导致期望响应G(")-^(")的子带滤波器的一般性选择
<^0) = //(>/￡), for +1/2)1 ， (20)
该公式的缺点在于，虽然i^W卩是w的平滑函数，但由(20)定义的 周期分段将具有跳变，并且子带滤波器的冲激响应将不必要地变得很长。 对均衡或包络调整使用复数伪QMF组的缺点在于，在每个子带中应用单 个增益&，这将导致以下传递函数
尸
、 丄
(21)
采用根据(18)定义的扩展，对于&<0， g4 = g*-w。考虑(19)，满足
7T
丄
(矢+ 士) =&， A = 0,1V..,(Z — 1)
(22)
并且传递函数被插入在频率之间。因此，对于随着频率o;变化很慢的目标 滤波器响应//—入逼近滤波器的第一方法通过选择下式来获得
、 人
V丄
(23)
滤波器变换器101用于通过采用实数值原型滤波器^^的分析滤波器 组710将滤波器(由其冲激响应定义)/^"j变换为中间子带滤波器760，
(2
4)
42按照傅里叶变换，该式表示为
L一l
2
(25)
._ .. . Z 丄 ，
该过程的优点在于，任何给定的滤波器/2f^都可以有效地被转换为
中间子带滤波器响应。如果^^具有《e^个抽头，具有^/l个抽头的
时域滤波器/zf^被变换为具有+ 7)个抽头的子带域滤波器(24)，
其中，&以及尺e是正整数。在《e等于3 (L^e = "2)以及时域滤波 器的冲激响应对应长度尺// " (I = 6"的情况下，各个中间子带滤波器
760具有的冲激响应长度为仅仅3 - 1 = /^+2个抽头。
为滤波器变换器设计原型滤波器
将(25)代入(17)中得到
广
2;r ， ——/
丄 乂i
+—/——
丄 丄 2
尸
丄 2
(26)
因此，使G^^^(")成立的条件为
<formula>formula see original document page 43</formula>=邵]
(27)
其中，对于/ = 0 ，叩]=1，对于"0，叩]=0。 (27)的一简单解由砖墙式 滤波器给出
<formula>formula see original document page 43</formula>
该原型滤波器对应于选项(20)，并且存在具有无限和缓慢衰减的冲 激响应《W的缺点。相反，使用有限冲激响应滤波器^^近似求解(例如， 从最小平方意义上)等式(17)。 (27)的时域等效是对于&=0,,...乂-7以 及对于所有整数w的线性方程组，
<formula>formula see original document page 43</formula>
(28)
其中，<formula>formula see original document page 44</formula> (29)
是p j的自相关。对于任意给定的支持长度，可以从最小平方意义对原型
滤波器WW求解线性方程组(28)。希望使用比原始滤波器组原型滤波器 ;^^明显要短的支持长度，并且在该情况下，线性系统(28)是超定的。 通过联合优化也可以使用给定的近似质量来换取其它期望的属性。此类属 性的一个示例是，低通类型的频率响应^fb入
以下对确定HRTF滤波器的多时隙QMF表示(子带域)进行说明。 从时域变换至复数QMF子带域的滤波器变换是通过滤波器变换器101中 的FIR滤波器来执行的。更准确地说，以下描述对用于在复数QMF子带 域中实现长度为iVw的给定FIR滤波器的方法进行了说明。
子带滤波本身是通过位于子带滤波750内部的中间滤波器760来实现 的。更准确地说，子带滤波包括对具有索引hO，l，…，63的各个QMF子 带单独应用复数值FIR中间滤波器&^。换言之，在以下说明中，将特别 参考丄=64个不同子带信号的情况。然而，该特定数目的子带信号并不是 实质所在，并且将以更通用的形式给出合适的等式。
用于将给定的时域FIR滤波器W"/变换为复数子带域滤波器g^"的滤 波器变换器101包括复数分析组710。在丄=64的子带信号的特殊情况下， 长度为192 (=3，64)的滤波器变换器101的复数分析滤波器组710的原型 滤波器《f^是通过在最小平方意义上求解超定方程组(28)来创建的。之 后，将针对1=64个子带信号的情况，对滤波器系数^^进行更详细的说 明。
更准确地说，按照数学描述，在时域FIR滤波器中以零扩展是由下式 定义的
<formula>formula see original document page 44</formula>， (30) 1 0,其他 、乂
结果中间子带域滤波器基于等式(24)，并且可以更通用地表示为
<formula>formula see original document page 44</formula>(31)
其中，/。以及"。是延迟，/是表示滤波器抽头索引的整数，乂^A^)是原型滤波器^h;的冲激响应的长度。
应当注意的是，在本申请的框架中，根据基于等式的等式，引入附加 延迟(例如，&以及因子、附加系数，以及引入加窗函数或另外的 简单函数是可以理解的。此外，可以丢弃简单常数、常数加项等。此外， 还包括完全不改变等式结果或不以明显方式改变结果的代数变换、等效变 换以及近似(例如，泰勒近似)。换言之，在等式或表达式基于等式或表 达式的情况下，包括使结果本质上相同的略微修改以及变换。
在L=64的情况下，子带域滤波器或中间滤波器760的表达式变为
<formula>formula see original document page 45</formula>
这些子域滤波器具有长度丄e-《w + 2，其中，
<formula>formula see original document page 45</formula>
并且7VW是需要被转换至子带域的滤波器特征的冲激响应/zf^的长度。 在该情况下，整数妗0，1，...,63同样是子带索引，/=0,1,..., 7」是
表示结果中间滤波器760的抽头的整数。
由于等式(24)没有考虑滤波器的因果性，因此与等式(24)相比，
在等式(32)中存在额外加项(-2)。实际实现中往往会引入延迟。因此，
根据具体实施方案，可以实施附加延迟器或延迟，为简单起见，在图中将
其省略。
在许多情况下，线性方程组(28)是超定的。然而，从最小平方意义 上可以对原型滤波器系数WW求解或近似。从最小平方意义上求解线性方 程组(28)，产生以下原型滤波器^^的滤波器抽头，对于从O至191的 整数w满足以下关系
q[O] = -0.2029343380 q[l] = -0.1980331588 q[2] = -0.1929411519 q[3] =-0.1876744222 q[4] =-0.1822474011 q[5] =-0.1766730202 q[6] =-0.1709628636
30 q[7] =-0.1651273005 q[8] = -0.1591756024 q[9] =-0.1531160455 q[lO] =-0.1469560005 q[ll] =-0.1407020132
35 q[12] =-0.1343598738 q[13] =-0.1279346790q[141 =-0.121430887610q[231 =-0.0598343081
q[15| =-0.1148523686q[24-=-0.0526783466
q[16—=-0.1082024454q[25:=-0.0454615388
q卩7:=-0.1014839341q[26]=-0.0381833249
q[18]=-0.0946991783q[27]=-0.0308428572
q[19]=-0.087850079915q[28]=-0.02343卯115
q[20]=-0.0809381268q[29]=-0.0159703957
q[2I]=-0.0739644174q同=-0.0084353584
q[22〗=-0.066929683q則=-0.0008319956
q[32]=0.0068418435q[52]=0.1805909194
q[33]=0.014588552740q[53]=0,1906845753
q[34]=0.0224107648q[54]=0.2009635191
q[35]=0.0303113495q[55]=0.2114373458
q[36]=0.0382934126q[56]=0.2221163080
q[37]=0.0463602959q[57]=0.2330113868
q网=0.054515578945q[58]=0.2441343742
q[39]=0.0627630810q[59]=0.2554979664
q[40]=0.0711068657q[60]=0.2671158700
q[41]=0,0795512453q[61]=0.2790029236
q[42〗=0駕1007879q[62〗=0.2911752349
q[43]=0.096760325950q[63]=0.3036503350
q[44]=0.1055349658q[64]=0.9025275713
q[45]=0.1144301000q[65〗=0.9103585196
q[46]=0.1234514222q[66]=0.9176977825
q[47]=0.1326049434q[67]=0.9245760683
q[48〗=0.141897012355q[68〗=0.9310214581
q〖49]=0.1513343370q[69〗=0.9370596739
q[50]=0.1609240126q[7。]=0.9427143143
q[51]=0.1706735517q問=0.9480070606
46q[72]=:0.952957856630q[lOl1 = 0.9980952118
q[73]==0.9575850672q[102.1 = 0.9970525352
q[74]::0.9619056158q[103:1 = 0.9958401318
q[75]==0,9659351065q[104]=0.9944539395
q[76]=0.9696879297q[105]=0.9928893067
q[77]=0.973177354735q[106]=0,9911409728
q[78]=0.9764156119q.=0.9892030462
q[79]=0.9794139640q[阔=0.98706897%
q网=0.9821827692q[109]=0,9847315377
q[81]=0.9847315377q[l!O]=0.9821827692
q[82]=0.987068979040q[m]=0.9794139640
q[83〗=0.9892030462q[U2〗=0.9764156119
q[84]=0.9911409728q[113]=0.9731773547
q[85]=0.9928893067q[114]=0.9696879297
q[86]=0.9944539395q[115]=0.9659351065
q[87〗=0.995840131845q[116]=0.9619056158
q,=0.9970525352q[U7]=0.9575850672
q[89]=0.9980952118q[118]=0.9529578566
q同=0.9989716504q[119]=0.9480070606
q[91]=0.9996847806q[120]=0.9427143143
q[92]=1.000236983750q[121]=0.9370596739
q[93]=1.000630,q[122〗=0.9310214581
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q[98]=1扁2369837q岡=0.8941712974
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q[100]==0.9989716504q[129]=0.2790029236q[1301 = 0.267115870030q[159| =-0.0008319956
q[i3i—1 = 0.2554979664q[160:=-0.0084353584
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q[189] = -0.1980331588 q[191] = -0.2076267137
图13示出了滤波器压缩器102的一实施例的简化框图，滤波器压缩器102包括串联在滤波器压縮器102的实施例的输入和输出之间的处理器820以及滤波器冲激响应构造器305。滤波器压縮器102的实施例在输入端接收一组输入子带滤波器冲激响应，所述输入子带滤波器冲激响应具有滤波器抽头处的滤波器冲激响应值，并被输入至处理器820。如在图4的上下文中，尤其是在绝对值表示模块303、白化模块402，特别是在结合掩蔽发生器304的上下文中所说明的那样，处理器820根据至少两个输入子带滤波器冲激响应检査滤波器冲激响应值，并能够选择具有较大绝对值的滤波器冲激响应值。此外，处理器820还能够不选择至少一个与至少一个选中的滤波器冲激响应相比较具有较低绝对值滤波器冲激响应值。
换言之，图13所示的实施例的处理器820包括绝对值表示模块303以及掩模发生器304的功能。滤波器冲激响应构造器或确切地滤波器计算器模块305能够使用选中的滤波器冲激响应值构造压縮子带滤波器冲激响应，其中，压縮子带滤波器冲激响应不包括与未选中的滤波器冲激响应相对应的滤波器冲激响应值或零值。如前所述，应当注意的是，滤波器冲激响应滤波器305可以适于将未选中的冲激响应值设置为零，或通过仅仅复制选中的冲激响应值或通过其它方法丢弃未选中的滤波器冲激响应值，来构造压縮子带滤波器冲激响应。
因此，如图13所示，滤波器压縮器102的实施例能够实现发明方法的实施例，该发明方法可以根据具有滤波器抽头处滤波器冲激响应值的子带滤波器冲激响应的输入来产生压缩子带滤波器冲激响应。在压缩子带滤波器冲激响应的上下文中，可以将产生压縮子带滤波器冲激响应等价理解为，产生或向系统或计算机可读存储介质提供压縮子带滤波器冲激响应。
如在讨论图4中的白化模块402的上下文中所述的那样，所述可以根据等式(4)执行的对估计表示」(H^或确切地绝对值表示^r",^进行白化或加权的方法，将在图14的上下文中进行更详细的说明。相应地，图14a示出了作为时域中滤波器频率的函数的示例滤波器特征850示意表示。此外，图14a示意性地示出了与具有索弓l》0，...，4的子带相对应的频段
49860-0,...，860-4的排列。与具有相应子带索引A的子带之一相对应的这些频段860 (使用统一参考符号)中的每一个，还可以用中心频率来表征，中心频率在图14a中用虚线860-0,...,860-4表示。各个子带的中心频率，以及频段由在滤波器变换器101中所采用的复数调制滤波器组的内部结构所确定。更准确地说，例如可以从等式(14)的情况中看出，原型滤波器《^)以及取决于子带索引k的中心频率确定各个子带的相应频段。例如，如果相应复数调制滤波器组pf^或gf^的原型滤波器是针对子带索引k=0的低通滤波器，由于等式(14)中由指数函数所表示的复数调制的缘故，对于较高子带索引A^M氐通滤波器将被转换为带通滤波器。
图14b示出了例如由滤波器变换器101提供的输入子带滤波器冲激响应的示意表示。更准确地说，图14b示意性地示出了不同子带的估计表示J(H^，如一组箭头880所示。为了简单起见，在图14b中，对于各个子带890-0,...，890-4，示出一组三个箭头880。如花括号900-0，...，900-2所示，五个子带8卯-0,…,890-4被排列为子带的三个子群900-0， 900-1， 900-2，其中，第一子群900-0仅包括第一子带890-0 (k=0)，而第二以及第三子群900-1， 900-2分别包括两个子带，以中心频率而言，分别是相邻子带890-1和890-2，以及890-3和890-4。
根据图4所示的白化模块402的框架中执行的白化或谱白化，根据等式(4)，相对于各个子带的子群900，可以确定估计表示的最大值，并且稍后从各个估计表示值中减去最大值，从而得到图14c所示的白化后的估计表示^^^W。作为减去估计表示最大值的结果，对于各个子群900，估计表示的最大贡献部将被设置为0，如图14c中点910所示。
由于根据等式(4)针对各个子群900确定最大值的缘故，各个子群的子带900包括至少一个具有零值的白化后的估计表示，其中，其余白化后的估计表示值j^^,"户j、于或等于零。因此，在各个子群900中，至少一个值被设置为零从而表示最大值，使得在在某些实施例中根据心理声学模型确定的子带的各个子群中，在压縮过程中，各个子群900至少有一个滤波器冲激响应值得到保留。
从而，在如等式(4)所示的谱白化过程中，通过应用白化方案，将谱权重或谱能量从具有较低中心频率的子带转换到具有较高中心频率的子带。直接比较图14b以及图14c，也能表明这一点。虽然在图14b中，在子群900-2中的估计表示值明显比在子群900-1中的估计表示值要小，但在应用白化过程之后，在子群900-2中的结果白化估计表示值明显比子群900-1的估计表示值中的至少某些值要大。应当注意的是，在该上下文中，子群900-1包括两个零值估计表示值(如点910所示)，这是由于子群的如图14b中所示的估计表示j ，^包括两个相同的最大值。然而，这并不违反等式(4)的应用。等式(4)仅仅确保各个子群的估计表示至少有一个值被设置为零，从而在白化后的估计表示^r化")的上下文中表示最大值。
图15示出了滤波器压縮器501的另一实施例，该实施例能够处理一个以上的输入子带滤波器冲激响应// )。图15所示的滤波器压縮器的结构与图5所示的结构非常相似，并且与图5的实施例的区别仅仅在于，每个绝对值表示模块303都包括绝对值和对数函数模块401以及白化模块402，在图4的上下文中也示出和说明了绝对值和对数函数模块401以及白化模块402。此外，滤波器计算模块或滤波器冲激响应构造器305均包括滤波器抽取模块403，以及可以在图4的上下文中作为可选模块实现的增益计算器404。
图15所示的实施例与图5所示的实施例的区别还在于，用于多个滤波器的掩蔽发生器502。更准确地说，图15的掩蔽发生器502包括平均计算模块920，该模块可以例如基于根据等式(9)的独立的(可选地白化后的)绝对值表示, ,^)计算联合绝对值表示J ^。更具体地说，在等式(9)的框架中，由于白化模块402将估计表示值提供至平均计算模块920，
因此对于滤波器^0，…，(2V-"，应当使用合适的白化后的估计表示乂/f打力来代替每个滤波器的独立的绝对值表示或估计表示^Y"，W。在例如图15
中所示的滤波器压縮器501的实施例中，用于不同滤波器"=0,...，(7^-"的各个滤波器冲激响应构造器305可以作为由虚线所示的图15中的单个(总体)滤波器冲激响应构造器305，来实现，其中，7V是提供至实施例501的滤波器数目。更准确地说，根据具体实施方式
以及技术环境，建议实现单个滤波器冲激响应构造器305，而不是W个独立的滤波器冲激响应构造器305。例如，当至少在滤波器冲激响应构造器的框架中，计算功率不是基
51本设计目标或需求时，建议采用这种配置。换言之，在图15中所示的实
施例501还可以被看作是处理器820以及滤波器冲激响应构造器305'串联在相应滤波器压缩器501的输入以及输出之间的实施例。
此外，应当注意的是，对于由滤波器压縮器102、 501执行的方法的实施例，还可以将图1至6、 13以及15看作是各个方法的流程图，其中，"流的方向"包含在信号的方向之中。换言之，以上提及的图不仅反应了滤波器压縮器102的不同实施例，还说明了由这些实施例执行的方法以及用于产生压縮子带滤波器冲激响应本身的方法的实施例。
因此，本发明的实施例涉及子带域内的滤波器压縮器，有时子带域还称为QMF (QMF =正交镜像滤波器组)，其中，例如，子带域压縮滤波器可用于音频应用领域，如用头部相关传递函数(HRTF)进行滤波，以在耳机上获得多声道声音感受。
本发明涉及在QMF域使用长滤波器所导致的计算复杂度的问题。本发明提出通过在一个以上滤波器的时频表示中选择最相关的滤波器系数、创建表示最相关滤波器系数的滤波器掩蔽、以及忽略滤波器掩蔽未覆盖的系数，来降低在QMF域中应用滤波所需的计算量的新方法。
然而，在滤波器压縮器501的实施例中，在检查和选择通过滤波器压縮器输出的压縮滤波器冲激响应的滤波器冲激响应值时，处理器820不需要考虑提供至滤波器压縮器501的所有滤波器。然而，在该情况下，滤波器压縮器的实施例可以适于，针对未考虑在检查和选择滤波器冲激响应值的架构中的一个或多个输入滤波器冲激响应，再构造一个压縮滤波器冲激响应或一个以上的压縮滤波器冲激响应。例如，在一个以上滤波器感知上不太重要的情况下推荐采用上述方案，从而进一步降低计算复杂度，在检查和选择滤波器冲激响应值时不需要将这些滤波器纳入考虑。例如，如果一个以上滤波器的能量或音量不重要时，可以实施该方法。在这些情况下，根据这些滤波器的具体环境，由不检查以及不选中基于这些滤波器的这些滤波器冲激响应值所引入的失真是可以接受的。
本发明的某些实施例包括以下特征
-将时域滤波器或几个滤波器变换为复数QMF滤波器表示；-创建QMF域中滤波器的绝对值时间/频率表示；-对绝对值表示应用谱白化；
-给定一个以上滤波器的绝对值时间/频率表示，创建表示期望滤波器 系数的滤波器掩蔽；
-创建新的包含由滤波器掩蔽所指示的系数在内的复数QMF滤波器； 调整新的滤波器的增益，以使新滤波器与原始滤波器具有相同的增
_、丄
nrff-。
一种重新计算滤波器的复数QMF域表示的装置的实施例，能够执行 -将时域滤波器变换为QMF域表示； -创建滤波器QMF表示的滤波器表示； -根据滤波器的QMF域表示的表示，创建滤波器掩蔽；以及 -根据第一QMF滤波器以及滤波器掩蔽，创建新的QMF滤波器。 本发明的某些实施例可以解决使用长滤波器过滤所导致的计算复杂 度很高的问题。引入在复数QMF域中工作的滤波器压縮器。本发明的某 些实施例可以降低滤波的计算复杂度。本发明的实施例可以作为例如滤波 器压縮器、用于构造压縮子带滤波器冲激响应的方法、计算机可读媒介或 作为计算机程序来实现。
滤波器压縮器102、 501的实施例提供了显著改善总体声音质量的可 能性，但是许多音频相关的冲激响应的特征具有相当稀疏的时间/频率标记 (signatiire)。通常，较长的贡献只存在于低频部分，并且对于高频部分有 效时间间隔比标称滤波器长度要短很多。本发明的实施例，例如，滤波器 压缩器形式的实施例能够利用这些特征。
此外，应当注意的是，由滤波器压縮器的实施例提供的压縮子带滤波 器冲激响应可以存储在计算机可读介质中。计算机可读介质上存储了一组 或多个子带滤波器冲激响应，这些子带滤波器冲激响应一起逼近或表示时 域HRTF滤波器。与复数QMF域中的相应一组HRTF相关的滤波器冲激 响应相比，多个存储在计算机可读存储介质中的压縮子带滤波器冲激响应 通常具有较短的冲激响应，压縮子带滤波器冲激响应可以通过使用较少数 目的相应冲激响应值、通过数目减少的不为零或非零滤波器抽头或二者的 结合来实现。
例如，如果相应的HRTF滤波器函数在时域中包括7&个滤波器抽头，
53并且打算将存储在计算机可读介质中的压縮子带滤波器冲激响应用于具 有丄个子带的子系统中，那么至少就一个子带滤波器冲激响应而言，较短 的冲激响应通常包含少于(^z/Z^个值。优选地，至少一个子带滤波器冲激 响应包括甚至少于f^// /丄-"个的不为零或非零滤波器抽头。
此外，如果在计算机可读存储介质上存储了与压缩时域HRTF滤波器
相对应的多组子带滤波器冲激响应，那么相应组的压缩子带滤波器冲激响
应包括公共数据模式，其中，公共数据模式指示某些冲激响应值，这些值
至少在存储在计算机可读存储介质上的子带滤波器冲激响应的某些组中 表示具有平凡值或丢失的冲激响应值。换言之，公共数据模式与一组以上
的滤波器冲激响应中未选中的滤波器冲激响应值相关，滤波器冲激响应构 造器不把这些未选中的滤波器冲激响应作为滤波器压縮器的一部分。例
如，这样的(相似的)数据模式可以通过由掩蔽发生器502为多个输入滤 波器/T(h,^提供的公共的滤波器掩蔽^^"，^来产生。
换言之，计算机可读存储介质不仅可以包括对于不同子带的单组(压 縮)子带滤波器冲激响应，还可以包括多个滤波器冲激响应值。多组滤波 器冲激响应的每一组可以包括公共数据模式，当被作为整体看待时，由零 值的相应冲激响应值给出或完全丢失。滤波器冲激响应的这些组中的每一 组包括相同的公共数据模式，公共数据模式存储在计算机可读介质上。例 如，如果在一组滤波器冲激响应值中，由时间或釆样索引M以及子带索引 A所指示的特定值丢失或为零值，则其它组子带滤波器冲激响应中由相同 采样或时间索引n以及子带索引A所指示的冲激响应值也丢失、为零值或 具有其它预定的值。在该上下文中，不同组滤波器冲激响应由各个索引v 来标记，其中，例如，索引v可以取O至(AM)的范围中的任意整数值，
其中，7V同样是滤波器的数目。
换言之，上述的数据模式指，例如，在滤波器压縮器501的实施例的 上下文中所述的意义下，不被选中的滤波器冲激响应值。因此，数据模式 是可识别的或可以根据索引来定义，其中，索引("，A)指全设置 为零或全部丢弃的由各个滤波器索引v表示的不同组滤波器冲激响应的采
样或时间索引n以及子带索引L
例如，计算机可读存储介质可以包括HRTF相关的滤波器。此外，存储在计算机可读存储介质中的多组子带滤波器冲激响应，可以是用于空间 音频系统的一组滤波器冲激响应。
很重要的是应当注意，本质上，计算机可读媒介可以是任何计算机可 读存储介质。该计算机可读存储介质的示例有可携带存储介质，诸如软盘、
CD、 CD-ROM、 DVD或能够以计算机可读方式存储信息的任何其它存储 介质。此外，还可以使用内置存储器诸如RAM (随机访问存储器)、ROM (只读存储器)、硬盘存储器、NVM (非易失性存储器)或闪存。换言之， 在本申请文件中的计算机可读存储介质，可以不仅是可携带的存储介质， 也可以是内置存储介质。此外，术语计算机可读存储介质还指此类媒体， 这类媒体中数据或信息，以及这些存储器都可以改变或变化，或各个数据 信息不能被改变。
因此，根据本发明的实施例，计算机可读存储介质可以在其中存储多 个子带滤波器冲激响应，这些子带滤波器冲激响应一起逼近时域头部相关 传递函数，其中，与时域头部相关传递函数相比较，多个子带滤波器冲激 响应具有较短的冲激响应。 '
根据发明方法的实施例的某些实施需求，发明方法的实施例可以在软 件或硬件中实现。可以采用与处理器协同工作的数字存储介质、计算机可 读存储介质(例如，磁盘、在其上存储有电可读控制信号的CD或DVD) 来实现实施，从而执行发明方法的实施例。通常，本发明的实施例是具有 存储在机器可读载体上的程序代码的计算机程序产品，当计算机程序在处 理器上运行时，程序代码用于执行发明方法的实施例。换言之，发明方法 的实施例是具有程序代码的计算机程序，当计算机程序在计算机上运行 时，程序代码执行发明方法的至少一个实施例。在该上下文中，处理器可 以由可编程计算机系统、可编程计算机、中央处理单元(CPU)、专用集 成电路(ASIC)、处理器、或其它集成电路构成。
虽然上述内容是参考特定实施例来示出和说明的，但是本领域技术人 员应当理解的是，在不偏离精神和范围的情况下，在形式和具体细节方面 可以进行多种其它改变。应当理解的是，在不背离这里所公开、以及由所 附权利要求所包含的广泛概念的情况下，可以进行多种修改以适合于不同 实施例。
权利要求
1. 一种滤波器压缩器(102；501)，用于根据包括滤波器抽头处滤波器冲激响应值在内的、与子带相对应的输入子带滤波器冲激响应来产生压缩子带滤波器冲激响应，所述滤波器压缩器包括处理器(820)，用于从至少两个输入子带滤波器冲激响应中检查滤波器冲激响应值，以找出具有较大值的滤波器冲激响应值、以及具有小于所述较大值的值的至少一个滤波器冲激响应值；滤波器冲激响应构造器(305)，用于使用具有所述较大值的滤波器冲激响应值来构造所述压缩子带滤波器冲激响应，其中，所述压缩子带滤波器冲激响应不包括与具有所述较小值的所述至少一个滤波器冲激响应值的滤波器抽头相对应的滤波器冲激响应值；或者包括与具有所述较小值的所述至少一个滤波器冲激响应值的滤波器抽头相对应的零值滤波器冲激响应值。
2. 根据权利要求1所述的滤波器压缩器(102; 501)，其中，用于检查滤波器冲激响应值的所述处理器(820)适于处理复数值滤波器冲激响应值，并且所述滤波器冲激响应构造器(305)适于处理复数值冲激响应值。
3. 根据以上权利要求中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述处理器(820)适于基于绝对值检查滤波器冲激响应值，使得所述较大值的绝对值较大，所述较小值的绝对值较小。
4. 根据权利要求2所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述处理器(820)适于基于滤波器冲激响应值的复数值的绝对值、实部、实部的绝对值、虚部、虚部的绝对值、或相位来检查滤波器冲激响应值。
5. 根据以上权利要求中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述处理器(820)适于基于所述输入滤波器响应的滤波器冲激响应值，来计算估计表示。
6. 根据权利要求5所述的滤波器压缩器(102; 501)，其中，所述处理器(820)适于基于心理声学模型或基于人耳特性的模型来计算所述估计表示。
7. 根据权利要求5或6中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述处理器(820)适于基于滤波器冲激响应值来计算绝对值，以获得估计表示。
8. 根据权利要求5至7中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述处理器(820)适于基于滤波器冲激响应值来计算对数值，以获得估计表示。
9. 根据权利要求5至8中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述处理器(820)适于根据以下等式计算估计表示^ ，A:」j(",yt) = 201og10|//("，it)| ，其中，i/(H^是滤波器冲激响应值，n是表示采样或时间索引的整数，A是表示所述至少两个冲激子带滤波器冲激响应的子带索引的整数。
10. 根据权利要求3至8中任意一项所述的滤波器压缩器(102; 501)，其中，所述处理器(820)适于根据以下等式计算估计表示」 ^」(",",(w ，其中，n是表示采样或时间索引的整数，A:是表示所述至少两个输入子带滤波器冲激响应的子带索引的整数，^是非零实数。
11. 根据权利要求5至10中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501 )，其中，所述处理器(820)适于基于与所述输入子带滤波器冲激响应相对应的子带的中心频率，来对基于心理声学模型的估计表示进行加权，以获得白化的估计表示。
12. 根据权利要求5至11中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501 )，其中，所述处理器(820)适于基于子带的至少一个子群，来对估计表示进行加权，其中，每个子带至多属于子带的一个子群。
13. 根据权利要求12所述的滤波器压缩器(102; 501)，其中，所述处理器(820)适于基于子带的至少一个子群来对估计表示进行加权，其中，子带的每个子群包括至少一个子带，并且每个子带刚好属于子带的一个子群。
14. 根据权利要求12或13中任意一项所述的滤波器压縮器(102;501)，其中，所述处理器(820)适于基于子带的至少一个子群来对估计表示进行加权，其中，至少包括两个子带在内的每个子群仅仅包括具有所有子带中心频率的集合中的相邻中心频率的子带，所述所有子带是按照子带的相应的中心频率排序的。
15. 根据权利要求5至14中任意一项所述的滤波器压缩器(102;501)，其中，所述处理器(820)适于对估计表示进行加权，以获得白化的估计表示，使得每个子带或子带的每个子群包括白化估计表示中的至少一个值，所述值与一个冲激响应值相对应，并且包括预定的、可调节的、可编程的、或固定的值。
16. 根据权利要求5至15中任意一项所述的滤波器压缩器(102; 501 )，其中，所述处理器(820)适于单独针对每个子带，对估计表示进行加权。
17. 根据权利要求5至16中任意一项所述的滤波器压缩器(102; 501 )，其中，所述处理器(820)适于对估计表示进行加权，使所述加权包括针对子带的每个子群或针对每个子带确定最大值，以及从针对子带的相应子群或针对相应子带的估计表示的每个值中减去所确定的最大值。
18. 根据权利要求5至17中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501 )，其中，所述处理器(820)适于对估计表示j ，W进行加权，以基于以下等式获得白化的估计表示<formula>formula see original document page 4</formula>其中，"是表示采样或时间索引的整数，a和/是表示所述至少两个输入子带滤波器冲激响应的子带索引的整数，p是表示子带的子群的整数，/0」是包含在由整数p表示的子带子群中的子带的索引集合。
19. 根据权利要求5至16中任意一项所述的滤波器压缩器(102; 501 )，其中，所述处理器(820)适于对估计表示进行加权，使所述加权包括-针对子带的每个子群或针对每个子带确定最大值，以及将子带的相应子群或相应子带的估计表示的每个值除以针对子带的相应子群确定的最大值或根据所确定的最大值推导得到的值，或除以针对相应子带确定的最大值。
20. 根据以上权利要求中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述处理器(820)适于不管子带或子带的子群的冲激响应值的绝对值如何，找出每个子带的具有较大值的至少一个滤波器冲激响应值，或子带的每个子群的具有较大值的至少一个滤波器冲激响应值。
21. 根据权利要求5至20中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501 )，其中，所述处理器(820)适于基于估计表示找出滤波器冲激响应值。
22. 根据以上权利要求中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述处理器(820)适于检查滤波器冲激响应值，使得相对于至少一个子带或相对于子带的至少一个子群，相应滤波器冲激响应值总数的50%以下的滤波器冲激响应值具有小于所述较大值的值。
23. 根据以上权利要求中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述处理器(820)适于找出滤波器冲激响应值，使得相对于至少一个子带，小于所述较大值的冲激响应值的数目小于《e ，其中，与所述输入子带滤波器冲激响应相对应的时域内的滤波器的滤波器冲激响应值的数目至少为^，丄，其中，Z是子带数目，&以及丄是正整数。
24. 根据权利要求23所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述处理器(820)适于检査滤波器冲激响应值，使得相对于至少一个子带，滤波器冲激响应值的数目等于或小于(《2-3入
25. 根据权利要求5至24中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501 )，其中，所述处理器(820)适于检査滤波器冲激响应，使得基于估计表示或白化的估计表示，预定的、可调节的、固定的或可编程的数目的冲激响应值具有所述较大值。
26. 根据权利要求25所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述处理器(820)被设置为使所述预定的、可调节的、固定的或可编程的数目大于或等于子带数目，或等于或大于子带的子群的数目。
27. 根据以上权利要求中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述处理器(820)适于在滤波器冲激响应值、估计表示的相应值、或白化的估计表示的相应值小于门限值时，找出小于所述较大值的滤波器冲激响应值。
28. 根据以上权利要求中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述处理器(820)适于在滤波器冲激响应值接近于与所述输入子带滤波器冲激响应相对应的滤波器组的混叠水平时，找出至少一个小于所述较大值的滤波器冲激响应值。
29. 根据以上权利要求中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述处理器(820)适于提供表示具有所述较大值的冲激响应值的掩蔽ik^"^，其中，"是表示采样或时间索引的整数，A是表示所述至少两个输入子带滤波器冲激响应的子带索引的整数。
30. 根据权利要求29所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述处理器(820)适于提供具有二进制值的掩蔽M 力，所述掩蔽M&力表示由整数n， k所指示的冲激响应值是具有较大值还是具有小于所述较大值的值。
31. 根据以上权利要求中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述处理器(820)被配置为使所述检查滤波器冲激响应值包括，选择具有所述较大值的滤波器冲激响应。
32. 根据以上权利要求中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述滤波器冲激响应构造器(305)适于通过提供相应的子带滤波器冲激响应值或基于这些子带滤波器冲激响应值的值，作为压縮子带滤波器冲激响应值，以及通过以下操作中的至少一种将小于较大值的冲激响应值设置为零；忽略小于所述较大值的冲激响应值；以及当滤波器冲激响应值是复数值时，提供基于小于所述较大值的复数值滤波器冲激响应值的实数值，来使用具有所述较大值的滤波器冲激响应值，构造所述压縮子带滤波器冲激响应。
33. 根据以上权利要求中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述滤波器冲激响应构造器(305)适于通过采用相应的冲激响应值和复制相应的冲激响应值中的至少一种操作，来使用具有较大值的滤波器冲激响应值构造所述压縮子带滤波器冲激响应。
34. 根据权利要求29至33中任意一项所述的滤波器压縮器(102;501)，其中，所述滤波器冲激响应构造器(305)适于基于以下等式构造所述压縮子带滤波器冲激响应<formula>formula see original document page 7</formula>其中，// 力是滤波器冲激响应值，M 力是由所述处理器(820)提供的、表示滤波器冲激响应值是具有较大值还是具有小于所述较大值的值的掩蔽，其中，所述掩蔽包括o值，表示滤波器冲激响应值具有小于所述较大值的值，n是表示釆样或时间索引的整数，A:是表示所述至少两个输入子带滤波器冲激响应的子带索引的整数。
35. 根据以上权利要求中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述滤波器冲激响应构造器(305)适于调整压缩子带滤波器冲激响应的至少一个滤波器冲激响应值，使得调整后的至少一个滤波器冲激响应值包括比相应的滤波器冲激响应值的绝对值大的绝对值。
36. 根据以上权利要求中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述滤波器冲激响应构造器(305)适于通过将每个冲激响应值与取决于相应子带的子带特定的增益因子相乘，来调整具有较大值的冲激响应值。
37. 根据以上权利要求中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述滤波器冲激构造器(305)适于通过将每个冲激响应值与取决于子带的相应子群的子群特定的增益因子相乘，来调整具有较大值的冲激响应值。
38. 根据以上权利要求中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述滤波器冲激构造器(305)适于通过将相应冲激响应值7/A^",^与基于以下等式的子带特定的增益因子G(^相乘，来调整具有较大值之一的冲激响应值:min,、"2以根据以下等式获得压縮子带滤波器冲激响应i^",A:)<formula>formula see original document page 7</formula>其中，// ^是滤波器冲激响应值，"是表示采样或时间索引的整数，A:是表示所述至少两个输入子带滤波器冲激响应的子带索引的整数，是表示最大增益因子的正实数，e是正实数。
39.根据权利要求1至37中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501 )，其中，所述滤波器冲激构造器(305)适于通过将相应冲激响应值/fA/",W与基于以下等式的子带特定的增益因子G(^)相乘，来调整具有较大值的滤波器冲激响应值，其中，/f ^是滤波器冲激响应值，"是表示采样或时间索引的整数，A是表示所述至少两个输入子带滤波器冲激响应的子带索引的整数，GMax是表示最大增益因子的正实数值，e是正实数值以根据以下等式获得压缩子带滤波器冲激响应/^"A)<formula>formula see original document page 8</formula>其中，p是表示子带的子群的索引的整数，/fe)是包含在由索引p指示的子带子群中的子带的索引集合。
40. 根据以上权利要求中任意一项所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述滤波器冲激构造器(305)适于在复数值输入滤波器响应值与边界频率以上的中心频率相对应时，通过提供基于复数值滤波器冲激响应值的实数值作为相应的压缩子带滤波器冲激响应值，来构造压缩子带滤波器冲激响应值。
41. 根据权利要求40所述的滤波器压縮器(102; 501)，其中，所述滤波器冲激构造器(305)被配置为使基于复数值滤波器冲激响应值的实数值是，实部、虚部、绝对值、相位、或基于它们的线性组合、基于它们的多项表达式、以及基于它们的实数值表达式中的至少一项。
42. 根据权利要求40或42中任意一项所述的滤波器压縮器(102;501)，其中，所述滤波器冲激构造器(305)适于通过使用实数值代替复数值输入滤波器冲激响应值，来提供实数值。
43. 根据权利要求40至42中任意一项所述的滤波器压縮器(102;501)，其中，所述滤波器冲激构造器(305)被配置为使所述边界频率在lkHz至10kHz的范围内。
44. 根据权利要求40至43中任意一项所述的滤波器压縮器(102;501)，其中，所述滤波器冲激构造器(305)适于当滤波器冲激响应值 具有较大值时，提供基于复数值输入滤波器响应值的实数值，作为压縮滤 波器冲激响应的相应的压縮冲激响应值。
45. 根据以上权利要求中任意一项所述的滤波器压縮器(502)，其中，所述滤波器压縮器(501)适于基于多组输入滤波器冲激响应来产生多组压縮滤波器冲激响应， 一组压縮滤波器冲激响应的每个压縮滤波器冲激 响应刚好与多个中心频率中的一个中心频率相对应，多组压縮滤波器冲激 响应的每一组中的每个压縮滤波器冲激响应刚好与所述多个中心频率的 一个中心频率相对应， 一组输入滤波器冲激响应的每个输入滤波器冲激响 应刚好与所述多个中心频率中的一个中心频率相对应，多组输入滤波器冲 激响应的每一组中的每个输入滤波器冲激响应刚好与所述多个中心频率 的一个中心频率相对应。
46. 根据权利要求45所述的滤波器压縮器(501)，其中，所述处理 器(820)适于在所述多组输入滤波器冲激响应的至少一组中的至少两 个输入子带滤波器冲激响应中，检查滤波器冲激响应值，并且，所述处理 器(820)还适于从与同一中心频率相对应的至少两组输入滤波器冲激 响应中，找出具有较大值的滤波器冲激响应值。
47. 根据权利要求46所述的滤波器压縮器(501)，其中，所述处理 器(820)适于从与同一中心频率相对应的全部输入滤波器冲激响应组 中，找出具有较大值的滤波器冲激响应值。
48. 根据权利要求46或47中任意一项所述的滤波器压縮器(501)， 其中，所述处理器(820)适于从所述多组输入滤波器冲激响应中与同 一采样或时间索引"相对应的至少两组输入滤波器冲激响应中，找出具有 较大值的滤波器冲激响应值，其中，"是整数。
49. 根据权利要求45至48中任意一项所述的滤波器压縮器(501)， 其中，所述处理器(820)适于针对每组输入滤波器冲激响应，计算估 计表示^丫"，^或白化的估计表示^ />，&，其中，v是表示多组输入滤波器 冲激响应的整数，"是表示采样或时间索引的整数，A是表示子带索引的 整数，并且，所述处理器(820)还适于基于至少两个估计表示, ,W 或根据至少两个白化的估计表示^^丫"力，计算估计表示。
50. 根据权利要求49所述的滤波器压缩器(501)，其中，所述处理 器(820)适于根据以下等式之一来计算估计表示J ,W<formula>formula see original document page 10</formula>其中，W是表示多组输入滤波器冲激响应的组数量的整数。
51. 根据权利要求45至50中任意一项所述的滤波器压縮器(501)， 其中，所述滤波器冲激响应构造器(305)适于构造所述多组压缩滤波 器冲激响应的压縮子带滤波器冲激响应，使得在相应的滤波器冲激响应是 复数值时，与同一中心频率以及与同一采样或时间索引相对应的压縮滤波 器冲激响应的滤波器冲激响应值被设置为零，不包括在所述多组压縮滤波 器冲激响应的压缩滤波器冲激响应之中，或者被对应的实数值替换。
52. —种用于根据包括滤波器抽头处的滤波器冲激响应值在内的、与 子带相对应的输入子带滤波器冲激响应，来产生压縮子带滤波器冲激响应 的方法，包括从至少两个输入子带滤波器冲激响应中检查滤波器冲激响应值，以找 出具有较大值的滤波器冲激响应、以及具有小于所述较大值的值的至少一 个滤波器冲激响应值；以及使用具有所述较大值的滤波器冲激响应值来构造所述压縮子带滤波 器冲激响应，其中，所述压縮子带滤波器冲激响应不包括与具有较小值的至少一个滤波器冲激响应值的滤波器抽头相对应的滤波器冲激响应值；或包括与具有较小值的至少一个滤波器冲激响应值的滤波器抽头相对应的零值滤波器冲激响应值。
53. —种计算机程序，用于在运行于处理器上时，执行权利要求52 所述的方法。
54. —种计算机可读存储介质，其上存储有多组子带滤波器冲激响应， 每组子带滤波器冲激响应总体逼近时域头部相关传递函数相关的滤波器， 其中，每个时域头部相关传递函数相关的滤波器的滤波器冲激响应比相应 子带滤波器冲激响应组的子带滤波器冲激响应的长度之和大，或者，其中，当滤波器冲激响应值是复数时，每个时域头部相关传递函数相关的滤波器 的滤波器冲激响应比相应子带滤波器冲激响应组的子带滤波器冲激响应 的复数值滤波器冲激响应值的长度之和大。
55. 根据权利要求54所述的计算机可读存储介质，其中，所述多组 子带滤波器冲激响应包括公共数据模式。
56. 根据权利要求55所述的计算机可读存储介质，其中，当滤波器 冲激响应值是复数值时，所述公共数据模式涉及至少两组子带滤波器冲激 响应的子带滤波器冲激响应的零值或缺失的滤波器冲激响应值、或者涉及 实数值。
57. 根据权利要求54至56中任意一项所述的计算机可读存储介质， 其中，至少一组子带滤波器冲激响应总体逼近空间音频滤波器。
全文摘要
一种滤波器压缩器(102)，用于根据包括滤波器抽头处滤波器冲激响应值在内的、与子带相对应的输入子带滤波器冲激响应来产生压缩子带滤波器冲激响应，所述滤波器压缩器包括处理器(820)以及滤波器冲激响应构造器(305)，所述处理器用于从至少两个输入子带滤波器冲激响应中检查滤波器冲激响应值，以找出具有较大值的滤波器冲激响应值、以及具有小于所述较大值的值的至少一个滤波器冲激响应值；所述滤波器冲激响应构造器用于使用具有所述较大值的滤波器冲激响应值来构造所述压缩子带滤波器冲激响应，其中，所述压缩子带滤波器冲激响应不包括与具有较小值的至少一个滤波器冲激响应值的滤波器抽头相对应的滤波器冲激响应值；或者包括与具有较小值的至少一个滤波器冲激响应值的滤波器抽头相对应的零值滤波器冲激响应值。
文档编号G10L19/02GK101512899SQ200780032661
公开日2009年8月19日 申请日期2007年7月3日 优先权日2006年7月4日
发明者拉尔斯·维尔莫斯 申请人:杜比瑞典公司